CN115085241A - 一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法 - Google Patents

一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115085241A
CN115085241A CN202211002729.3A CN202211002729A CN115085241A CN 115085241 A CN115085241 A CN 115085241A CN 202211002729 A CN202211002729 A CN 202211002729A CN 115085241 A CN115085241 A CN 115085241A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
energy storage
full
phase
bridge arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202211002729.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115085241B (zh
Inventor
左文平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Hestorage Energy Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Foshan Hechu Energy Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Foshan Hechu Energy Technology Co ltd filed Critical Foshan Hechu Energy Technology Co ltd
Priority to CN202211002729.3A priority Critical patent/CN115085241B/zh
Publication of CN115085241A publication Critical patent/CN115085241A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115085241B publication Critical patent/CN115085241B/zh
Priority to PCT/CN2023/087517 priority patent/WO2024040982A1/zh
Priority to US18/144,763 priority patent/US11764703B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/66—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/79—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/797—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明涉及电力储能技术领域，公开了一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，其中，该交流直接并网型电池储能系统包括若干个储能模块，每个储能模块均包括A、B、C三个由上桥臂和/或下桥臂组成的相单元，各桥臂均采用多个全控制型电池模块串联后再与电抗器串联而成，各储能模块中所有上桥臂的高压端共接构成该储能模块的正极直流母线，各储能模块中所有下桥臂的低压端共接构成该储能模块的负极直流母线，每个相单元中上桥臂的低压端与下桥臂的高压端相连构成该相单元的交流端，三个相单元的交流端对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连。本发明能低成本、低损耗地实现电池储能系统与交流系统的交流/直流功率变换。

Description

一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法
技术领域
本发明属于电力储能技术领域，更具体地，涉及一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法。
背景技术
随着我国“3060”双碳目标的提出，电力系统中风力发电、光伏发电的比重将大规模上升，为了抵御大规模新能源发电带来的间歇性与波动性问题，电力储能成为未来电力系统不可或缺的部分。
现有的电池储能系统通常采用拼装式技术，由多个电池单体串并联构成电池模块，多个电池模块串联构成电池簇，多个电池簇并联构成电池堆，电池堆的正、负直流母线与功率变换系统的正、负直流母线相连接，功率变换系统的交流侧再与外部交流系统相连接从而构成并网电池储能系统。其中，功率变换系统通常采用的是两电平或三电平电压源型换流器的拓扑结构，用于实现电池堆与外部交流系统间的直流/交流功率变换的同时，还需配置交流滤波器以降低功率变换系统的交流输出谐波，会给并网电池储能系统带来成本高、损耗高的问题。
如此，如何低成本、低损耗地实现电池储能系统与交流系统的交流/直流功率变换是亟需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，能低成本、低损耗地实现电池储能系统与交流系统的交流/直流功率变换。
为实现上述目的，本发明提供了一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，所述交流直接并网型电池储能系统包括若干个储能模块，每个储能模块均包括A、B、C三个由上桥臂和/或下桥臂组成的相单元，各桥臂均采用多个全控制型电池模块串联后再与电抗器串联而成，各储能模块中所有上桥臂的高压端共接构成该储能模块的正极直流母线，各储能模块中所有下桥臂的低压端共接构成该储能模块的负极直流母线，每个相单元中上桥臂的低压端与下桥臂的高压端相连构成该相单元的交流端，三个相单元的交流端分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连；
各全控制型电池模块均包括一全电流控制电池模块和一电池模块，全电流控制电池模块包括能量传输控制单元和中继能量单元，中继能量单元采用储能电容，储能电容与电池模块并联；能量传输控制单元采用多个第一全控型电力电子器件，用于实现储能电容与外部交流系统的连通或断开；
所述功率变换方法包括如下步骤：
（1）获取并根据外部交流系统A、B、C三相端的电压和电流，对应计算交流直接并网型电池储能系统的有功功率实测值P acpu和无功功率实测值Q acpu，然后根据实测值P acpu、实测值Q acpu、有功功率参考值P acref和无功功率参考值Q ref，计算交流有功电流参考值I dref和交流无功电流参考值Iqref；
（2）对参考值I dref和参考值I qref进行闭环跟踪控制，得到交流调制比m a、m b、m c，然后根据交流调制比m a、m b、m c，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂参考电压；其中，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂的参考电压的公式为：
V ref_Ap= V dcn/2-m a×V dcn/2
V ref_An= V dcn/2+m a×V dcn/2
V ref_Bp=V dcn/2-m b×V dcn/2
V ref_Bn=V dcn/2+m b×V dcn/2
V ref_Cp=V dcn/2-m c×V dcn/2
V ref_Cn=V dcn/2+m c×V dcn/2
式中，V ref_Ap表示A相中上桥臂的参考电压；V ref_An表示A相中下桥臂的参考电压；V ref_Bp表示B相中上桥臂的参考电压；V ref_Bn表示B相中下桥臂的参考电压；V ref_Cp表示C相中上桥臂的参考电压；V ref_Cn表示表示C相中下桥臂的参考电压；V dcn表示正极直流母线对负极直流母线直流电压额定值；
（3）根据A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂参考电压，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂需投入的全电流控制电池模块数量，然后根据各桥臂需投入的全电流控制电池模块数量，对应控制各桥臂中全电流控制电池模块中的第一全控型电力电子器件，使各桥臂的输出电压对应与其参考电压的差值在设定范围内，从而实现交流直接并网型电池储能系统与外部交流系统的功率变换。
本发明提供的交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，通过在各电池模块中增设一全电流控制电池模块，并通过对其进行相应控制，可实现电池储能系统与交流系统之间的交流/直流功率变换，相比于传统并网电池储能系统，可省去其中的功率变换系统，大大降低系统成本；同时，由于省去了功率变换系统，从而省去了功率变换系统对应的损耗，使得所提供的交流直接并网型电池储能系统的损耗更低。
进一步地，步骤（3）中，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂需投入的全电流控制电池模块数量的公式为：
N Ap= ROUND(V ref_Ap/V cn)
N An= ROUND(V ref_An/ V cn )
N Bp= ROUND(V ref_Bp/ V cn )
N Bn= ROUND(V ref_Bn/ V cn )
N Cp= ROUND(V ref_Cp/ V cn )
N Cn= ROUND(V ref_Cn/ V cn )
式中，N Ap表示A相中上桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N An表示A相中下桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Bp表示B相中上桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Bn表示B相中下桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Cp表示C相中上桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Cn表示C相中下桥臂投入的全电流控制电池模块数量；ROUND表示四舍五入取整函数；V cn表示所述储能电容的额定电压值。
进一步地，步骤（1）中，计算得到交流有功电流参考值I dref和交流无功电流参考值I qref的步骤，具体为：
将有功功率实测值P acpu和有功功率参考值P acref作差比较后，经比例积分调节后得到交流有功电流参考值I dref；将无功功率实测值Q pu与无功功率参考值Q ref作差比较后，经比例积分调节后得到交流无功电流参考值I qref。
进一步地，所述全电流控制电池模块还包括电流控制单元，所述电流控制单元采用6个由第二全控型电力电子器件组成的三相全桥电路，各全电流控制电池模块中三相全桥电路的两输入端对应与该全电流控制电池模块中储能电容的两端相连，各全电流控制电池模块中三相全桥电路的每相交流输出端均对应通过一电感分别与一电池模块相连；
所述功率变换方法还包括如下步骤：
获取各个桥臂中的所有全电流控制电池模块中储能电容的电压和其中电感的电流I dis；
将各个桥臂中的所有全电流控制电池模块中储能电容的电压求平均值后，与所述储能电容平均电容电压的参考值V Cref进行作差比较，将作差比较后得到的差值经比例积分调节后，得到各电池模块的放电电流指令I ord；
将各电池模块的放电电流指令I ord分别与对应的各全电流控制电池模块中电感的电流I dis作差比较后，经比例-积分控制器或电流滞环控制器闭环控制后，得到各全电流控制电池模块中6个第二全控型电力电子器件的占空比信号，对应控制各全电流控制电池模块中的6个第二全控型电力电子器件开通/关断状态，从而对各全电流控制电池模块中电感的电流进行闭环控制，保持交流直接并网型电池储能系统向外部交流系统输出的有功功率与全电流控制电池模块放电功率的平衡。
进一步地，各储能模块中三个相单元的交流端通过交流变压器分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连。
进一步地，每个相单元由3 个桥臂组成，3个桥臂的组合形式包括3个上桥臂的组合或3个下桥臂的组合。
进一步地，所述交流直接并网型电池储能系统还包括冗余相单元，所述冗余相单元的交流端与3个单相交流断路器的一端相连，3个单相交流断路器的另一端分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连；且各储能模块中三个相单元的交流端通过交流断路器分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连。
进一步地，所述第一全控型电力电子器件和所述第二全控型电力电子器件均采用1个或多个晶体管及与其反并联的二极管；各电池模块采用12～24节单体电池串联而成。
进一步地，所述全电流控制电池模块中的能量传输控制单元包括2个第一全控型电力电子器件，分别为全控型电力电子器件Q1和Q2，所述全控型电力电子器件Q1的低压端与所述全控型电力电子器件Q2的高压端相连，所述全控型电力电子器件Q1的高压端与所述储能电容的一端相连，所述全控型电力电子器件Q2的低压端与所述储能电容的另一端相连。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的交流直接并网型电池储能系统的模块框图；
图2是本发明另一实施例提供的交流直接并网型电池储能系统的模块框图；
图3是本发明一实施例提供的桥臂的电路原理示意图；
图4是本发明一实施例提供的全电流控制电池模块的模块框图；
图5是本发明一实施例提供的交流直接并网型电池储能系统的功率交换方法的控制原理图；
图6是本发明另一实施例提供的交流直接并网型电池储能系统的功率交换方法的控制原理图；
图7是本发明实施例一提供的交流直接并网型电池储能系统拓扑结构；
图8是本发明实施例二提供的交流直接并网型电池储能系统拓扑结构；
图9是本发明实施例三提供的交流直接并网型电池储能系统拓扑结构；
图10是本发明实施例四提供的交流直接并网型电池储能系统拓扑结构；
图11是本发明实施例五提供的交流直接并网型电池储能系统拓扑结构；
图12是本发明实施例六提供的交流直接并网型电池储能系统拓扑结构；
图13是本发明实施例七提供的交流直接并网型电池储能系统拓扑结构；
图14是本发明实施例八提供的交流直接并网型电池储能系统拓扑结构；
图15是本发明实施例九提供的交流直接并网型电池储能系统拓扑结构；
图16是本发明一实施例提供的全电流控制电池模块的拓扑结构。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
为低成本、低损耗地实现电池储能系统与交流系统的交流/直流功率变换，本发明省去了传统并网电池储能系统中用于衔接电池储能系统与交流系统的集中式功率变换系统，提供了一种交流直接并网型电池储能系统，并通过相应的功率变换算法来实现该交流直接并网型电池储能系统与交流系统的交流/直流功率变换。
图1是本发明一实施例提供的交流直接并网型电池储能系统的模块框图，如图1所示，该系统包括若干个储能模块10，每个储能模块10均包括A、B、C三个由上桥臂和/或下桥臂组成的相单元，也即是说，各相单元11可以是仅包括上桥臂或下桥臂的拓扑结构，也可以是同时包括上桥臂和下桥臂的拓扑结构，如图2所示。
其中，当各相单元11采用仅包括上桥臂的拓扑结构时，各相单元中上桥臂的低压端构成该相单元的交流端，三个相单元的交流端分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连，且各储能模块中的三个相单元中上桥臂的高压端共接构成该储能模块的正极直流母线H+。当各相单元采用仅包括下桥臂的拓扑结构时，各相单元中下桥臂的高压端构成该相单元的交流端，三个相单元的交流端分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连，且各储能模块中的三个相单元中下桥臂的低压端共接构成该储能模块的负极直流母线L-。当各相单元11均采用同时包括上桥臂和下桥臂的拓扑结构时，如图2所示，各相单元11中上桥臂的低压端和其下桥臂的高压端相连构成该相单元的交流端，三个相单元的交流端分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连，且各储能模块10中的三个相单元中上桥臂的高压端共接构成该储能模块的正极直流母线H+，各储能模块10中三个相单元中下桥臂的低压端共接构成该储能模块的负极直流母线L-。
如图3所示，本实施例提供的各桥臂均采用多个全控制型电池模块串联后再与电抗器L串联而成，电抗器L起着交流系统与储能系统有功功率与无功功率变换的桥梁作用。且各全控制型电池模块均包括一全电流控制电池模块D和一电池模块E。
如图4所示，全电流控制电池模块包括能量传输控制单元和中继能量单元。其中，中继能量单元采用储能电容，储能电容与电池模块E并联。能量传输控制单元采用多个第一全控型电力电子器件，其具体电路形式只需保证能实现储能电容与外部交流系统的连通或断开即可，如图16所示，比如可采用2个串联的全控型电力电子器件Q1和Q2，全控型电力电子器件Q1的低压端与全控型电力电子器件Q2的高压端共接点为该能量传输单元的一输入端，全控型电力电子器件Q1的高压端或全控型电力电子器件Q2的低压端为该能量传输控制单元的另一输入端，全控型电力电子器件Q1的高压端与全控型电力电子器件Q2的低压端对应与储能电容的两端相连；亦或还可采用4个全控型电力电子器件，其具体电路可参照采用2个串联的全控型电力电子器件的连接原理进行相应设置，本实施例不再赘述。
本发明提供的交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法包括有功外环控制、无功外环控制和交流电流控制，如图5所示，包括步骤S10～S30，详述如下：
S10，获取并根据外部交流系统A、B、C三相端的电压和电流，对应计算交流直接并网型电池储能系统的有功功率实测值P acpu和无功功率实测值Q acpu，然后根据实测值P acpu、实测值Q acpu、有功功率参考值P acref和无功功率参考值Q ref，计算交流有功电流参考值I dref和交流无功电流参考值Iqref。
步骤S10中，计算得到交流有功电流参考值I dref和交流无功电流参考值I qref的步骤可以为：将有功功率实测值P acpu和有功功率参考值P acref作差比较后，通过比例积分控制器PI经比例积分调节后得到交流有功电流参考值I dref，即d轴电流参考值；将无功功率实测值Q pu与无功功率参考值Q ref作差比较后，通过比例积分控制器PI经比例积分调节后得到交流无功电流参考值I qref，即q轴电流参考值。
在本实施例中，通过对有功功率实测值P acpu及无功功率实测值Q acpu的闭环控制得到交流有功电流参考值I dref和交流无功电流参考值Iqref，从而可以精确地控制有功功率P acpu和无功功率Q acpu，使得交流直接并网型电池储能系统精确地响应电网对储能系统的有功功率和无功功率指令。
S20，对参考值I dref和参考值I qref进行闭环跟踪控制，得到A、B、C坐标下的交流调制比m a、m b、m c，然后根据交流调制比m a、m b、m c，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂的参考电压。
在本实施例中，闭环跟踪控制具体为：将d轴电流参考值I dref减去d轴电流实测值的标幺值I dpu后得到的差值，该差值经过比例积分控制器PI输出，得到d轴电流控制微调量，该d轴电流控制微调量输出取负后，与d轴电压实测值的标幺值V dpu及q轴电流实测值的标幺值I qpu*(L pu+L armpu/2)叠加后，得到d轴调制比M d；同理，将q轴电流参考值I qref减去q轴电流实测值的标幺值I qpu后得到的差值，该差值经过比例积分控制器PI输出，得到q轴电流控制微调量，该q轴电流控制微调量输出取负后，与q轴电压实测值V qpu及﹣I qpu*(L pu+L armpu/2)叠加后，得到q轴调制比M q；然后d轴调制比M d及q轴调制比M q经dq/abc转换后，即可得到A、B、C坐标下的交流调制比m a、m b、m c。
其中，L pu为交流直接并网型电池储能系统交流输出电抗的标幺值；L armpu为桥臂电抗的标幺值；d轴电流实测值的标幺值I dpu、q轴电流实测值的标幺值I qpu为A、B、C三相的电流经abc/dq转换后，再除以A、B、C三相端的电流基准值得到；d轴电压实测值的标幺值V dpu、q轴电压实测值的标幺值V qpu为A、B、C三相端的电压经abc/dq转换后，再除以A、B、C三相端的电压基准值得到。
步骤S20中，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂的参考电压的公式为：
V ref_Ap= V dcn/2-m a×V dcn/2
V ref_An= V dcn/2+m a×V dcn/2
V ref_Bp=V dcn/2-m b×V dcn/2
V ref_Bn=V dcn/2+m b×V dcn/2
V ref_Cp=V dcn/2-m c×V dcn/2
V ref_Cn=V dcn/2+m c×V dcn/2
式中，V ref_Ap表示A相中上桥臂的参考电压；V ref_An表示A相中下桥臂的参考电压；V ref_Bp表示B相中上桥臂的参考电压；V ref_Bn表示B相中下桥臂的参考电压；V ref_Cp表示C相中上桥臂的参考电压；V ref_Cn表示表示C相中下桥臂的参考电压；V dcn表示正极直流母线对负极直流母线直流电压额定值。
根据上述计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂的参考电压的公式可知：
m a×V dcn/2=(V ref_An-V ref_Ap)/2
m b×V dcn/2=(V ref_Bn-Vref_Bp)/2
m c×V dcn/2=(V ref_Cn-V ref_Cp)/2
在本实施例中，参考电压V ref_Ap~V ref_Cn的作用是通过每个桥臂输出电压逼近参考电压V ref_Ap~V ref_Cn，使得交流直接并网型电池储能系统的三个相单元的交流端输出电压逼近交流端输出电压参考值m a×V dcn/2、m b×V dcn/2、m c×V dcn/2。
S30，根据A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂的参考电压，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂需投入的全电流控制电池模块数量，然后根据各桥臂需投入的全电流控制电池模块数量，对应控制各桥臂中全电流控制电池模块中的第一全控型电力电子器件，使各桥臂的输出电压与各桥臂的参考电压的差值在设定范围内，即使得各桥臂的输出电压对应与其参考电压逼近，从而实现交流直接并网型电池储能系统与外部交流系统的功率变换。
在步骤S30中，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂需投入的全电流控制电池模块数量的公式为：
N Ap= ROUND(V ref_Ap/V cn)
N An= ROUND(V ref_An/ V cn )
N Bp= ROUND(V ref_Bp/ V cn )
N Bn= ROUND(V ref_Bn/ V cn )
N Cp= ROUND(V ref_Cp/ V cn )
N Cn= ROUND(V ref_Cn/ V cn )
式中，N Ap表示A相中上桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N An表示A相中下桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Bp表示B相中上桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Bn表示B相中下桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Cp表示C相中上桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Cn表示C相中下桥臂投入的全电流控制电池模块数量；ROUND表示四舍五入取整函数；V cn表示储能电容的额定电压值。
本实施例提供的交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，通过在各电池模块中增设一全电流控制电池模块，并通过对其进行相应控制，可实现电池储能系统与交流系统之间的交流/直流功率变换，相比于传统并网电池储能系统，可省去其中的功率变换系统，大大降低系统成本；同时，由于省去了功率变换系统，从而省去了功率变换系统对应的损耗，使得所提供的交流直接并网型电池储能系统的损耗更低。
在一个实施例中，为确保储能系统向交流系统输出的有功功率与电池储能系统放电功率的平衡，本发明提供的全电流控制电池模块D还包括电流控制单元，如图16所示，电流控制单元采用6个由第二全控型电力电子器件（Q9a、Q9b、Q9c、Q10a、Q10b、Q10c）组成的三相全桥电路，各全电流控制电池模块中三相全桥电路的两输入端对应与该全电流控制电池模块中储能电容的两端相连，各全电流控制电池模块中三相全桥电路的每相交流输出端均对应通过一电感分别与一电池模块E相连。对应地，本发明提供的功率变换方法还设置了平均电容电压控制以及电感电流控制，如图6所示，具体为：
步骤1：测量并获取各个桥臂中的所有全电流控制电池模块的储能电容C的电压v ci k和其中电感的电流I dis。
其中，当每个储能模块均包括A、B、C 三个由上桥臂和下桥臂组成的相单元时，k的取值为1~6，对应A、B、C三个相单元共计6个桥臂；同理可知，当每个储能模块均包括A、B、C三个由上桥臂或下桥臂组成的相单元时，k的取值范围，本实施例不再赘述。i的取值范围为1~N，N为各桥臂全电流控制电池模块的总数，比如对于A相上桥臂，则N与N Ap的关系为：N≥NAp；对于A相下桥臂，则N与N An的关系为：N≥NAn；对于B相上桥臂，则N与N Bp的关系为：N≥NBp；对于B相下桥臂，则N与N Bn的关系为：N≥N Bn；对于C相上桥臂，则N与N Cp的关系为：N≥NCp；对于C相下桥臂，则N与N Cn的关系为：N≥NCn。
步骤2：将各个桥臂中的所有全电流控制电池模块中储能电容的电压v ci k求平均值后，除以(6*N)后，得到各桥臂中储能电容电压平均值V cavg后，该电压平均值V cavg再与储能电容平均电容电压的参考值Vcref进行作差比较，经比例积分控制器PI后，得到各电池模块的放电电流指令I ord。同理可知，当每个储能模块均包括A、B、C 三个由上桥臂或下桥臂组成的相单元时，获取各电池模块放电电流指令的控制原理，本实施例不再赘述。
步骤3：将各电池模块的放电电流指令I ord分别与对应的各全电流控制电池模块中电感的电流I dis作差比较后，经比例-积分控制器或电流滞环控制器闭环控制后，得到各全电流控制电池模块中6个第二全控型电力电子器件的占空比信号，对应控制各全电流控制电池模块中的6个第二全控型电力电子器件开通/关断状态，从而对各全电流控制电池模块中电感的电流进行闭环控制，保持交流直接并网型电池储能系统向外部交流系统输出的有功功率与全电流控制电池模块放电功率的平衡。
本实施例以投入的所有全电流控制电池模块中储能电容的电压平均值作为表征储能系统交流有功功率与储能系统电池模块放电能量之间的平衡。当电池储能系统对交流系统的放电功率增大时，储能电容的电压平均值会降低，通过本发明提供的平均电容电压控制可提高电池模块放电电流指令值I ord，以增大电池模块的放电能量，从而补充储能电容因对交流系统放电而产生的电压下降。当电池储能系统对交流系统的放电功率减小时，储能电容的电压平均值会升高，可通过本发明提供的平均电容电压控制可将降低电池模块放电电流指令值I ord，以减小电池模块的放电能量，从而吸收储能电容因降低对交流系统放电而产生的电压上升。
在一个实施例中，各储能模块10中三个相单元的交流端通过交流变压器分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连，可灵活匹配外部交流系统不同的电压等级。
在一个实施例中，每个相单元可采用3 个桥臂组成，3个桥臂的组合形式包括3个上桥臂的组合或3个下桥臂的组合。相比于各相单元采用2个桥臂的结构形式，可更加方便地配置储能系统对应的储能模块数。
在一个实施例中，本发明提供的交流直接并网型电池储能系统还可包括冗余相单元，该冗余相单元的拓扑结构与储能模块中的相单元拓扑结构相同，冗余相单元的交流端与3个单相交流断路器的一端相连，3个单相交流断路器的另一端分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连；且各储能模块中三个相单元的交流端均通过交流断路器分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连。
在本实施例中，当交流直接并网型储能系统的A、B或C相任意一个相单元发生故障，通过合闸对应的A相、B相或C相单相交流断路器，可将冗余相单元联接到对应的外部交流系统，从而实现储能系统相单元的冗余备份，避免单一相单元故障导致储能模块不可运行。
以下结合具体实施例，对本发明提供的交流直接并网型电池储能系统和其控制策略（功率变换方法）进行相应说明：
图7是本发明一具体实施例提供的交流直接并网型电池储能系统的电路原理图，如图7所示，该电池储能系统包括1个储能模块，该储能模块由三个相单元11构成，每个相单元11由上桥臂11a以及下桥臂11b串联而成，各个上桥臂11a的高压端连接在一起，构成该储能模块10的正极直流母线H+，各个下桥臂11b的低压端连接在一起，构成该储能模块10的负极直流母线L-，每个相单元11中上桥臂与下桥臂的共接点处构成该相单元的交流输出端，三个相单元的交流输出端对应与外部交流系统的A、B、C三相端相接，且每个上桥臂以及下桥臂均由多个全控制型电池模块串联后再与电抗器L串联而成，各全控制型电池模块均包括一全电流控制电池模块D和一电池模块E。
图7实施例中，每个相单元11由上桥臂11a及下桥臂11b串联而成，每个上桥臂11a由N个全控制型电池模块与电抗器L串联而成，各全控制型电池模块均包括一全电流控制电池模块D和一电池模块E。其中，第1个全电流控制电池模块的高压端为上桥臂11a的高压端，第1个全电流控制电池模块的低压端与第2个全电流控制电池模块的高压端相连接，依次类推，第N-1个全电流控制电池模块的低压端与第N个全电流控制电池模块的高压端相连接，第N个全电流控制电池模块的低压端与上桥臂的电抗器L的一端相连接，上桥臂的电抗器L的另一端与下桥臂11b的电抗器的一端相连接。下桥臂的电抗器的另一端与下桥臂中第1个全电流控制电池模块的高压端相连接，下桥臂中第1个全电流控制电池模块的低压端与下桥臂中第2个全电流控制电池模块的高压端相连接，依次类推，下桥臂中第N-1个全电流控制电池模块的低压端与下桥臂中第N个全电流控制电池模块的高压端相连接，下桥臂中第N个全电流控制电池模块的低压端构成下桥臂11b的低压端。
图8与图7实施例类似，区别在于，每个相单元11的上桥臂11a的高压端为上电抗器L的一端，上电抗器L的另一端与上桥臂第1个全电流控制电池模块的高压端相连接，上桥臂第1个全电流控制电池模块的低压端与第2个全电流控制电池模块的高压端相连接，依次类推，第N-1个全电流控制电池模块的低压端与第N个全电流控制电池模块的高压端相连接，第N个全电流控制电池模块的低压端与下桥臂11b中第1个全电流控制电池模块的高压端相连接。下桥臂11b中第1个全电流控制电池模块的低压端与下桥臂中第2个全电流控制电池模块的高压端相连接，依次类推，下桥臂11b第N-1个全电流控制电池模块的低压端与下桥臂11b第N个全电流控制电池模块1的高压端相连接，下桥臂11b中第N个全电流控制电池模块1的低压端与下桥臂电抗器的一端相连接，下桥臂电抗器的另一端构成下桥臂11b的低压端。
图9与图7实施例类似，区别在于，储能模块10经交流断路器连接到外部交流系统的A、B、C三相端上，且储能系统还额外配置了一个相单元，称该相单元为冗余相单元12，冗余相单元12的高压端与正极直流母线H+相连接，冗余相单元12的低压端与负极直流母线L-相连接，冗余相单元12的交流输出端与三个单相交流断路器的一端相连接，三个单相交流断路器的另一端对应与外部交流系统的A、B、C三相端连接。
当交流直接并网型电池储能系统的A、B或C相任意一个相单元发生故障，即在发生下行通讯故障、下行通讯故障、电池模块内单体电芯过温，电力电子器件过温时，判断全电流控制电池模块处于故障状态，一个相单元中处于故障状态的全电流控制电池模块数目超出冗余的全电流控制电池模块数目时，判断相单元处于故障状态，通过合闸对应的A、B或C相中单相交流断路器，可以将冗余相单元12连接到对应的外部交流系统，从而实现储能系统相单元的冗余备份，避免单一相单元故障导致储能模块不可运行。
当图9实施例提供的交流直接并网型电池储能系统包括多个储能模块10时，本实施例提供的冗余相单元12还可以方便地实现各储能模块10的不停机在线运维，当某个储能模块10的上桥臂11a或下桥臂11b故障，导致储能模块10的一个相单元11故障不可继续运行时，可将冗余相单元12投入运行，取代储能模块10发生故障的相单元，使得发生了相单元故障的储能模块10仍能维持不间断运行，而后对发生了故障的相单元进行在线检修与维护。具体实现方式为：将该故障的储能模块10闭锁，而后将冗余相单元12的X相（例如A相）的单相交流断路器合闸，而后将冗余相单元12及故障储能模块的非故障相作为一个新的储能模块进行整体控制，解锁该新的储能模块。
图10实施例为图9实施例的进一步改进，各相单元的交流输出端经过交流变压器与外部交流系统相连接，从而可以灵活匹配外部交流系统不同的电压等级。
为了提高单套交流直接并网型储能系统的能量，每个交流直接并网型储能系统中可包含2个及2个以上的储能模块10，各个储能模块10的正极直流母线不相互连接，各个储能模块10的负极直流母线也不相互连接，从而可避免各个储能模块10在直流侧相互耦合。图11实施例中，单套交流直接并网型储能系统共包含2个储能模块10。
图12实施例与图11实施例类似，区别在于，图12实施例中，各个储能模块10的正极直流母线H+相互连接在一起，各个储能模块10的负极直流母线L-也相互连接在一起，从而使得储能模块10的正极直流母线以及负极直流母线可以对外进一步连接外部直流系统。
图13实施例中，每个储能模块由三个相单元构成，每个相单元11均由1个上桥臂构成，每个上桥臂由N个全控制型电池模块和一个电抗器L串联而成，各全控制型电池模块均包括一全电流控制电池模块D和一电池模块E。其中，第1个全电流控制电池模块的高压端为上桥臂的高压端，第1个全电流控制电池模块的低压端与第2个全电流控制电池模块的高压端相连接，依次类推，第N-1个全电流控制电池模块的低压端与第N个全电流控制电池模块的高压端相连接，第N个全电流控制电池模块1的低压端与上桥臂的电抗器L的一端相连接，上桥臂的电抗器L的另一端与外部交流系统的A、B或C三相端连接。
图14为图7实施例与图13实施例技术路线的组合，由图7所示的由三个相单元11构成的完整储能模块10与由3个下桥臂11b构成的储能模块10的组合。3个下桥臂11b构成的储能模块的交流输出与三个相单元11构成的储能模块的交流输出连接在一起，并与外部交流系统的A、B、C三相端连接。图14的优势在于，每个储能系统的最小可分割单元是3个桥臂，从而方便地根据需要配置储能系统对应的储能模块数。
图15是图13拓扑的另外一种实现形式，该储能系统由包含2个储能模块，每个储能模块均由3个下桥臂11b构成。
图16示例了所述全电流控制电池模块的一种实现拓扑，由全控型电力电子器件Q1、Q2、Q9a、Q9b、Q9c、Q10a、Q10b、Q10c，储能电容C，电感La、Lb、Lc，续流二极管D以及电池模块E构成，各全控型电力电子器件均采用1个晶体管及与其反并联的二极管，各电池模块E采用12～24节单体电池串联而成。
全控型电力电子器件Q1和Q2串联后与储能电容C并联，当Q1开通且Q2关断时，电容C与交流系统相连接，可以从交流系统吸取交流电流或者将交流电流注入到交流系统；当Q2开通且Q1关断时，全电流控制电池模块被Q2旁路，电容C既不从交流系统吸取交流电流，也不释放交流电流至交流系统。
Q9a、Q10a、La，Q9b、Q10b、Lb，Q9c、Q1c、Lc则构成连接电容C与电池模块E的3组能量传输通道。以Q9a、Q10a、La为例，当需要给电池模块E充电时，维持Q10a始终处于关断状态，通过开通Q9a则电容C通过Q9a、La给电池模块E充电，将Q9a关断时，则La上的电流经La、电池模块E、及Q10a的反并联二极管形成续流回路，电容C不再给电池模块E充电。当电池模块E需要放电时，仍以Q9a、Q10a、La为例，维持Q9a处于关断状态，通过开通Q10a，则电池模块E经La、Q10a，形成通流回路，电感La的电流被增加，电池模块E放电，关断Q10a时，电感La上的电流经La、Q9a的反并联二极管、电容C、电池模块E形成续流回路，电感La以及电池模块E给电容C放电。
以上述图7实施例提供的交流直接并网型电池储能系统采用图16所示的全电流控制电池模块电路为例，对其功率变换方法进行说明。
图7的每个桥臂由多个全控型电池模块串联而成，记每个全控型电池模块的电容C电压为U c，开通全控型电池模块的Q1、关断Q2时，全控型电池模块处于投入状态，全控型电池模块的输出电压为U c，开通全控型电池模块的Q2、关断Q1时，全控型电池模块处于切除状态，全控型电池模块的输出电压为0。根据图5储能系统的控制，得到每个桥臂的参考电压V ref_Ap、V ref_An、V ref_Bp、V ref_Bn、V ref_Cp、V ref_cn后，记电容电压的额定值为V cn，每个桥臂（以A相上桥臂为例）投入的全控型电池模块个数为ROUND(V ref_Ap/V cn)时（其中，ROUND为四舍五入取整函数），每个桥臂的输出电压即能逼近其参考电压。以A相为例，根据本领域公知的基尔霍夫电压定律，A相输出等效交流电压为(V ref_An-V ref_Ap)/2，调节V ref_An，V ref_Ap的大小即可调节A相等效输出交流电压的大小，从而控制A相与外部交流系统交换的功率。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，其特征在于，所述交流直接并网型电池储能系统包括若干个储能模块，每个储能模块均包括A、B、C 三个由上桥臂和/或下桥臂组成的相单元，各桥臂均采用多个全控制型电池模块串联后再与电抗器串联而成，各储能模块中所有上桥臂的高压端共接构成该储能模块的正极直流母线，各储能模块中所有下桥臂的低压端共接构成该储能模块的负极直流母线，每个相单元中上桥臂的低压端与下桥臂的高压端相连构成该相单元的交流端，三个相单元的交流端分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连；
各全控制型电池模块均包括一全电流控制电池模块和一电池模块，全电流控制电池模块包括能量传输控制单元和中继能量单元，中继能量单元采用储能电容，储能电容与电池模块并联；能量传输控制单元采用多个第一全控型电力电子器件，用于实现储能电容与外部交流系统的连通或断开；
所述功率变换方法包括如下步骤：
（1）获取并根据外部交流系统A、B、C三相端的电压和电流，对应计算交流直接并网型电池储能系统的有功功率实测值P acpu和无功功率实测值Q acpu，然后根据实测值P acpu、实测值Q acpu、有功功率参考值P acref和无功功率参考值Q ref，计算交流有功电流参考值I dref和交流无功电流参考值Iqref；
（2）对参考值I dref和参考值I qref进行闭环跟踪控制，得到交流调制比m a、m b、m c，然后根据交流调制比m a、m b、m c，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂参考电压；其中，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂的参考电压的公式为：
V ref_Ap= V dcn/2-m a×V dcn/2
V ref_An= V dcn/2+m a×V dcn/2
V ref_Bp=V dcn/2-m b×V dcn/2
V ref_Bn=V dcn/2+m b×V dcn/2
V ref_Cp=V dcn/2-m c×V dcn/2
V ref_Cn=V dcn/2+m c×V dcn/2
式中，V ref_Ap表示A相中上桥臂的参考电压；V ref_An表示A相中下桥臂的参考电压；V ref_Bp表示B相中上桥臂的参考电压；V ref_Bn表示B相中下桥臂的参考电压；V ref_Cp表示C相中上桥臂的参考电压；V ref_Cn表示表示C相中下桥臂的参考电压；V dcn表示正极直流母线对负极直流母线直流电压额定值；
（3）根据A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂参考电压，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂需投入的全电流控制电池模块数量，然后根据各桥臂需投入的全电流控制电池模块数量，对应控制各桥臂中全电流控制电池模块中的第一全控型电力电子器件，使各桥臂的输出电压对应与其参考电压的差值在设定范围内，从而实现交流直接并网型电池储能系统与外部交流系统的功率变换。
2.根据权利要求1所述的交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，其特征在于，步骤（3）中，计算A、B、C相中上桥臂和/或下桥臂需投入的全电流控制电池模块数量的公式为：
N Ap= ROUND(V ref_Ap/V cn)
N An= ROUND(V ref_An/ V cn)
N Bp= ROUND(V ref_Bp/ V cn)
N Bn= ROUND(V ref_Bn/ V cn)
N Cp= ROUND(V ref_Cp/ V cn)
N Cn= ROUND(V ref_Cn/ V cn)
式中，N Ap表示A相中上桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N An表示A相中下桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Bp表示B相中上桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Bn表示B相中下桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Cp表示C相中上桥臂投入的全电流控制电池模块数量；N Cn表示C相中下桥臂投入的全电流控制电池模块数量；ROUND表示四舍五入取整函数；V cn表示所述储能电容的额定电压值。
3.根据权利要求1所述的交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，其特征在于，步骤（1）中，计算得到交流有功电流参考值I dref和交流无功电流参考值I qref的步骤，具体为：
将有功功率实测值P acpu和有功功率参考值P acref作差比较后，经比例积分调节后得到交流有功电流参考值I dref；将无功功率实测值Q pu与无功功率参考值Q ref作差比较后，经比例积分调节后得到交流无功电流参考值I qref。
4.根据权利要求1所述的交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，其特征在于，所述全电流控制电池模块还包括电流控制单元，所述电流控制单元采用6个由第二全控型电力电子器件组成的三相全桥电路，各全电流控制电池模块中三相全桥电路的两输入端对应与该全电流控制电池模块中储能电容的两端相连，各全电流控制电池模块中三相全桥电路的每相交流输出端均对应通过一电感分别与一电池模块相连；
所述功率变换方法还包括如下步骤：
获取各个桥臂中的所有全电流控制电池模块中储能电容的电压和其中电感的电流I dis；
将各个桥臂中的所有全电流控制电池模块中储能电容的电压求平均值后，与所述储能电容平均电容电压的参考值V Cref进行作差比较，将作差比较后得到的差值经比例积分调节后，得到各电池模块的放电电流指令I ord；
将各电池模块的放电电流指令I ord分别与对应的各全电流控制电池模块中电感的电流I dis作差比较后，经比例-积分控制器或电流滞环控制器闭环控制后，得到各全电流控制电池模块中6个第二全控型电力电子器件的占空比信号，对应控制各全电流控制电池模块中的6个第二全控型电力电子器件开通/关断状态，从而对各全电流控制电池模块中电感的电流进行闭环控制，保持交流直接并网型电池储能系统向外部交流系统输出的有功功率与全电流控制电池模块放电功率的平衡。
5.根据权利要求1所述的交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，其特征在于，各储能模块中三个相单元的交流端通过交流变压器分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连。
6.根据权利要求1所述的交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，其特征在于，每个相单元由3 个桥臂组成，3个桥臂的组合形式包括3个上桥臂的组合或3个下桥臂的组合。
7.根据权利要求1所述的交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，其特征在于，所述交流直接并网型电池储能系统还包括冗余相单元，所述冗余相单元的交流端与3个单相交流断路器的一端相连，3个单相交流断路器的另一端分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连；且各储能模块中三个相单元的交流端通过交流断路器分别对应与外部交流系统的A、B、C三相端相连。
8.根据权利要求4所述的交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，其特征在于，所述第一全控型电力电子器件和所述第二全控型电力电子器件均采用1个或多个晶体管及与其反并联的二极管；各电池模块采用12～24节单体电池串联而成。
9.根据权利要求1所述的交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法，其特征在于，所述全电流控制电池模块中的能量传输控制单元包括2个第一全控型电力电子器件，分别为全控型电力电子器件Q1和Q2，所述全控型电力电子器件Q1的低压端与所述全控型电力电子器件Q2的高压端相连，所述全控型电力电子器件Q1的高压端与所述储能电容的一端相连，所述全控型电力电子器件Q2的低压端与所述储能电容的另一端相连。
CN202211002729.3A 2022-08-22 2022-08-22 一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法 Active CN115085241B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211002729.3A CN115085241B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法
PCT/CN2023/087517 WO2024040982A1 (zh) 2022-08-22 2023-04-11 一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法
US18/144,763 US11764703B1 (en) 2022-08-22 2023-05-08 Power conversion method for alternating current direct grid-connected type battery energy storage system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211002729.3A CN115085241B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115085241A true CN115085241A (zh) 2022-09-20
CN115085241B CN115085241B (zh) 2022-11-22

Family

ID=83245357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211002729.3A Active CN115085241B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115085241B (zh)
WO (1) WO2024040982A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115378102A (zh) * 2022-10-25 2022-11-22 佛山和储能源科技有限公司 一种储能系统荷电状态全电流均衡方法
WO2024040982A1 (zh) * 2022-08-22 2024-02-29 佛山和储能源科技有限公司 一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170214248A1 (en) * 2016-01-25 2017-07-27 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for increased energy harvest in a microgrid
CN107887928A (zh) * 2017-11-27 2018-04-06 广州智光电气股份有限公司 一种储能系统的控制方法和装置
CN108173286A (zh) * 2018-01-22 2018-06-15 成都鼎智汇科技有限公司 一种智能电池储能系统
CN113690914A (zh) * 2021-07-08 2021-11-23 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 储能铁路功率调节器及其控制方法
CN113991662A (zh) * 2021-11-10 2022-01-28 燕山大学 基于lcc-mmc的能量路由系统及直流故障保护方法
CN114465515A (zh) * 2022-01-30 2022-05-10 浙江大学 一种避免电池微循环的储能型mmc拓扑及其控制方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109742780A (zh) * 2019-01-25 2019-05-10 北京交通大学 基于模块化多电平变换器的相间分布式储能系统
CN114389347B (zh) * 2022-03-25 2022-07-05 佛山和储能源科技有限公司 一种全电流控制电池模块及全电流控制电池储能系统
CN115085241B (zh) * 2022-08-22 2022-11-22 佛山和储能源科技有限公司 一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170214248A1 (en) * 2016-01-25 2017-07-27 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for increased energy harvest in a microgrid
CN107887928A (zh) * 2017-11-27 2018-04-06 广州智光电气股份有限公司 一种储能系统的控制方法和装置
CN108173286A (zh) * 2018-01-22 2018-06-15 成都鼎智汇科技有限公司 一种智能电池储能系统
CN113690914A (zh) * 2021-07-08 2021-11-23 国网河北省电力有限公司电力科学研究院 储能铁路功率调节器及其控制方法
CN113991662A (zh) * 2021-11-10 2022-01-28 燕山大学 基于lcc-mmc的能量路由系统及直流故障保护方法
CN114465515A (zh) * 2022-01-30 2022-05-10 浙江大学 一种避免电池微循环的储能型mmc拓扑及其控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024040982A1 (zh) * 2022-08-22 2024-02-29 佛山和储能源科技有限公司 一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法
CN115378102A (zh) * 2022-10-25 2022-11-22 佛山和储能源科技有限公司 一种储能系统荷电状态全电流均衡方法
CN115378102B (zh) * 2022-10-25 2023-01-17 佛山和储能源科技有限公司 一种储能系统荷电状态全电流均衡方法
WO2024087530A1 (zh) * 2022-10-25 2024-05-02 佛山和储能源科技有限公司 一种储能系统荷电状态全电流均衡方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115085241B (zh) 2022-11-22
WO2024040982A1 (zh) 2024-02-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021027046A1 (zh) 具备交直流故障不间断运行能力的固态变压器及控制方法
Zhou et al. Multi-function bi-directional battery charger for plug-in hybrid electric vehicle application
CN107196539B (zh) 一种桥臂参数不对称状态下的mmc零直流电压故障穿越控制方法
CN115085241B (zh) 一种交流直接并网型电池储能系统的功率变换方法
CN109245123B (zh) 一种级联型储能系统多机并联虚拟同步控制系统及方法
CN110022071B (zh) 混合储能型直流变压器及其控制方法
CN110729909B (zh) 一种多端口铁路功率调节器系统及其综合控制方法
Qian et al. A grid-tie battery energy storage system
CN113452070A (zh) 一种电流源型多端口柔性并网接口装置及控制方法
Wang et al. Control of a three-stage three-phase cascaded modular power electronic transformer
CN115663864A (zh) 一种高压直流级联储能系统及其控制保护方法
Jin et al. An improved compensation method for voltage sags and swells of the electric vehicles charging station based on a UPQC-SMES system
CN112072680A (zh) 一种储能变流器
Ma et al. Review on grid-tied modular battery energy storage systems: Configuration classifications, control advances, and performance evaluations
CN111313424A (zh) 一种三相四线制通用电能质量控制器及其控制方法
CN114725966B (zh) 分布式储能系统及分布式储能控制方法
CN111313451A (zh) 一种基于半桥型mmc的中压直流配电网启动方法
Tong et al. Flexible substation and its control for AC and DC hybrid power distribution
CN115207937A (zh) 一种家用电能路由器及其控制方法和软起动方法
CN115000996A (zh) 一种基于下垂控制的电池储能系统soc均衡控制方法
CN110690723B (zh) 海上风电系统中储能型模块化多电平变换器的控制方法
CN113671367A (zh) 换流阀故障自穿越等效试验方法及其应用
CN113824143A (zh) 一种基于h桥级联的电动车退役电池二次利用系统
US11764703B1 (en) Power conversion method for alternating current direct grid-connected type battery energy storage system
CN116995713B (zh) 一种电动汽车退役电池剩余电量利用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: No. 942 Tonglong Second Road, Xiang'an Industrial Zone, Torch High tech Zone, Xiamen City, Fujian Province, 361000, 425-70

Patentee after: Xiamen Hestorage Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: 528216 No. 1, Fengtai Road, Danzao Town, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province

Patentee before: Foshan Hechu Energy Technology Co.,Ltd.