CN115133557A - 一种并网模式下串联储能电路及其均衡控制方法 - Google Patents

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CN115133557A CN202210631835.1A CN202210631835A CN115133557A CN 115133557 A CN115133557 A CN 115133557A CN 202210631835 A CN202210631835 A CN 202210631835A CN 115133557 A CN115133557 A CN 115133557A
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邢宇
宫勋
马晨璨
樊志强
王皓
张秦
崔欣欣
张秋瑶
刘雨佳
王含
王辉
余文杰
陈诗淼
施光泽
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Inner Mongolia Hmhj Aluminum Electricity Co ltd
Beijing Herui Energy Storage Technology Co ltd
Central South University
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Abstract

本发明适用于储能相关技术领域，提供了一种并网模式下串联储能电路及其均衡控制方法，所述电路包括多个串联储能系统模块，多个所述串联储能系统模块相互串联，串联后的多个串联储能系统模块两端中的一端接地，另一端接入交流电网侧。每个子系统进行点对点通信实现对全局信息的获取，仅需要邻居的SoC信息即可实现SoC均衡，能够在并网模式下实现同步，并解决串联储能系统的SoC不平衡问题，实现串联储能系统的SoC均衡，有效避免串联储能系统在充放电工作状态下各模块出现过充过放问题，避免储能电池寿命的恶化。由于SoC调控的时间尺度较长，对分布式通信的要求较低，在通信时延和单链路通信故障的情况下仍能保持良好的控制效果。

Description

一种并网模式下串联储能电路及其均衡控制方法
技术领域
本发明属于储能相关技术领域，特别涉及一种并网模式下串联储能电路及其均衡控制方法。
背景技术
随着清洁、低碳目标的发展，光伏、风电等新能源装机在发电侧中占比不断提高，电网作为电力系统中发电和用电的纽带，由于不可储、不可控的新能源装机占比提升，电网强度越来越低，稳定性越来越差。
提到储能单元的衰减，首先想到的基本都是电池不行。但其实问题可能出在“集中工作”的模式上。在传统的储能方案中，电池模块直接并联，电压被强制平衡。充电时，有一个电池单体充满，并联的全部电池簇都要停止充电；同样放电时，有一个电池单体放空，并联的全部电池簇都要停止放电，系统的整体寿命取决于寿命最短的电池。电池在出厂时一致性是非常好的，但实际应用环境却很难保证一致，系统容量可能因此出现指数级的衰减。
串联逆变器的同步是串联逆变器控制的一个核心问题。传统的控制方法通常依靠中央控制器和全球通信网络获取所有的信息，包括频率、电压相位角等必要的信息。当串联逆变器系统进一步扩大规模时，高带宽通信将增加成本。此外，当通信发生延迟和故障时，会产生负面影响，降低系统的可靠性。荷电状态是串联型储能系统(Series-type EnergyStorage System，SESS)的另一个重要指标。在SESS中，每个模块的初始SoC(State ofCharge，荷电状态)值和输出功率不同，会导致SoC不平衡，从而导致过充和过放电问题。显然，SoC不平衡问题会减少SESS的寿命。现有控制方案都依赖于集中式控制，对通信的要求高，亟需一种低带宽依赖的SoC均衡控制方案。
发明内容
针对上述问题，一方面，本发明公开了一种并网模式下串联储能电路，所述电路包括多个串联储能系统模块，多个所述串联储能系统模块相互串联，串联后的多个串联储能系统模块两端中的一端接地，另一端接入交流电网侧；
所述串联储能系统模块包括储能电池、均衡控制器、逆变器模块、电感以及电容；
所述储能电池和控制器与逆变器模块并联，所述电容与逆变器模块并联，所述逆变器模块与电容之间电性连接有电感，所述均衡控制器用于执行均衡控制模型，对多个串联储能系统模块中的储能电池电荷状态进行均衡调节。
进一步地，所述逆变器模块包括四个开关管二极管单元，两个开关管二极管单元构成一个开关管二极管组，两个开关管二极管组相互同向并联，每组两个开关管二极管单元串联。
进一步地，所述开关管二极管单元包括一个开关管和一个二极管，所述开关管和二极管反向并联；所述开关管的集电极与二极管的阳极相连，开关管的发射极与二极管的阴极相连。
进一步地，两个相互串联的开关管二极管单元之间，一个开关管二极管单元中的开关管发射极与另一个开关管二极管单元中的开关管集电极相连。
进一步地，所述电感的一端连接到一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间；串联的多个串联储能系统模块中首端串联储能系统模块中的电感另一端与交流电网侧相连，其余串联储能系统模块中的电感另一端连接到相邻串联储能系统模块中另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间，串联的多个串联储能系统模块中尾端串联储能系统模块中的另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元中间接地。
进一步地，所述逆变器模块与电容并联，所述电容的一端与电感的另一端相连，所述电容的另一端连接到另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间。
进一步地，所述均衡控制器与逆变器模块之间设置有另一个电容，所述另一个电容与逆变器模块并联。
进一步地，所述电路还包括线路阻抗，所述线路阻抗的一端与串联后的多个串联储能系统模块另一端相连，所述线路阻抗的另一端与交流电网侧的母线相连。
进一步地，所述电路还包括设置在交流电网侧的负载和转换开关；所述转换开关的一端与交流电网侧的母线相连，另一端与交流电源相连；所述负载的一端与交流电网侧的母线相连，另一端接地。
进一步地，所述均衡控制模型具体为：
Figure BDA0003677407400000031
其中，ω*为每个串联储能系统串联储能系统模块的参考角频率；ωi为每个串联储能系统串联储能系统模块的期望均衡输出角频率；P*和Pi分别表示第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考有功功率和实际输出功率，SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值，
Figure BDA0003677407400000032
为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值，V*和Vi分别表示为第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考电压和期望均衡输出电压，m为第i个串联储能系统串联储能系统模块的有功功率-频率比例控制系数，k为第i个串联储能系统串联储能系统模块的SoC均衡控制系数，N为串联储能系统中串联储能系统模块的数量。
进一步地，所述
Figure BDA0003677407400000033
的算法为：
Figure BDA0003677407400000034
其中，SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值；
Figure BDA0003677407400000035
和
Figure BDA0003677407400000036
分别为串联储能系统第i个和第j个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值；Ni表示相邻节点i的集合；aij表示接收节点j数据的节点i的通信权值，其中如果有一条边连接节点i到节点j，则aij＝1，其中如果没有一条边连接节点i到节点j，则aij＝0。
进一步地，多个所述串联储能系统模块中的均衡控制器之间采用分布式通信拓扑进行角频率和估计SoC值的传输通信。
另外一方面，本发明还公开了一种并网模式下串联储能电路的均衡控制方法，所述均衡控制方法包括：
采集串联储能电路中串联储能系统模块中电感电流、串联储能系统模块实时输出电流和串联储能系统模块实时输出电压和储能电池SoC值；
根据采集的实时输出电压、实时输出电流和储能电池SoC值得到串联储能系统模块的实际输出功率、本地SoC值和平均SoC值；
均衡控制器根据得到的实际输出功率、本地SoC值、平均SoC值以及串联储能系统模块的参考有功功率和串联储能系统模块的参考角频率得到串联储能系统模块的期望均衡输出角频率；
结合串联储能系统模块的期望均衡输出角频率和期望均衡输出电压以及实时输出电压和电感电流，得到串联储能系统模块的均衡控制脉冲信号，使用均衡控制脉冲信号控制串联储能系统模块工作。
进一步地，所述期望均衡输出角频率和期望均衡输出电压采用串联储能系统均衡控制模型计算得到，所述串联储能系统均衡控制模型为：
Figure BDA0003677407400000041
其中，ω*为每个串联储能系统串联储能系统模块的参考角频率；ωi为每个串联储能系统串联储能系统模块的期望均衡输出角频率；P*和Pi分别表示第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考有功功率和实际输出功率，SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值，
Figure BDA0003677407400000042
为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值，V*和Vi分别表示为第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考电压和期望均衡输出电压，m为第i个串联储能系统串联储能系统模块的有功功率-频率比例控制系数，k为第i个串联储能系统串联储能系统模块的SoC均衡控制系数，N为串联储能系统中串联储能系统模块的数量。
进一步地，所述平均SoC值的算法为：
Figure BDA0003677407400000051
其中，SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值；
Figure BDA0003677407400000052
和
Figure BDA0003677407400000053
分别为串联储能系统第i个和第j个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值；Ni表示相邻节点i的集合；aij表示接收节点j数据的节点i的通信权值，其中如果有一条边连接节点i到节点j，则aij＝1，其中如果没有一条边连接节点i到节点j，则aij＝0。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
分布式通信是一种去中心化通信方式，即不需要集中控制器，而是由每个子系统仅进行点对点通信实现对全局信息的获取，仅需要邻居的SoC信息即可实现SoC均衡，能够在并网模式下实现同步，并解决串联储能系统的SoC不平衡问题，实现串联储能系统的SoC均衡，有效避免串联储能系统在充放电工作状态下各模块出现过充过放问题，避免储能电池寿命的恶化。由于SoC调控的时间尺度较长，对分布式通信的要求较低，在通信时延和单链路通信故障的情况下仍能保持良好的控制效果。和集中式控制方案相比，该方法采用分布式通信，系统可靠性提高。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明并网模式下串联储能电路结构示意图；
图2示出了本发明并网模式下串联储能电路均衡控制的数据传递流程图；
图3示出了本发明可用于实现串联储能电路均衡控制方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示出了本发明并网模式下串联储能电路结构示意图，所述电路包括多个串联储能系统模块，多个所述串联储能系统模块相互串联，串联后的多个串联储能系统模块两端中的一端接地，另一端接入交流电网侧；所述串联储能系统模块包括储能电池、均衡控制器、逆变器模块、电感以及电容；所述储能电池和控制器与逆变器模块并联，所述电容与逆变器模块并联，所述逆变器模块与电容之间电性连接有电感，所述均衡控制器用于执行均衡控制模型，对多个串联储能系统模块中的储能电池电荷状态进行均衡调节。
在图1中，所述逆变器模块包括四个开关管二极管单元，两个开关管二极管单元构成一个开关管二极管组，两个开关管二极管组相互同向并联，每组两个开关管二极管单元串联。所述开关管二极管单元包括一个开关管和一个二极管，所述开关管和二极管反向并联；所述开关管的集电极与二极管的阳极相连，开关管的发射极与二极管的阴极相连。两个相互串联的开关管二极管单元之间，一个开关管二极管单元中的开关管发射极与另一个开关管二极管单元中的开关管集电极相连。
所述电感的一端连接到一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间；串联的多个串联储能系统模块中首端串联储能系统模块中的电感另一端与交流电网侧相连，其余串联储能系统模块中的电感另一端连接到相邻串联储能系统模块中另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间，串联的多个串联储能系统模块中尾端串联储能系统模块中的另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元中间接地。所述逆变器模块与电容并联，所述电容的一端与电感的另一端相连，所述电容的另一端连接到另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间。所述均衡控制器与逆变器模块之间设置有另一个电容，所述另一个电容与逆变器模块并联。
另外，所述电路还包括线路阻抗，所述线路阻抗的一端与串联后的多个串联储能系统模块另一端相连，所述线路阻抗的另一端与交流电网侧的母线相连。所述电路还包括设置在交流电网侧的负载和转换开关；所述转换开关的一端与交流电网侧的母线相连，另一端与交流电源相连；所述负载的一端与交流电网侧的母线相连，另一端接地。
在图1中，|Zline|∠θline为线路阻抗，|Zload|∠θload为负载，V1∠δ1和Vn∠δn分别表示为串联储能系统模块1和串联储能系统模块N的输出电压，Vg∠δg为交流电网侧电压，PCC(Point of Common Coupling，公共连接点)和STS(Static Transfer Switch，静态电源转换开关)分别表示为并网点与并离网切换开关。
需要说明的是，多个所述串联储能系统模块中的均衡控制器之间采用分布式通信拓扑进行角频率和估计SoC值的传输通信。
在图2中，图中左侧为串联储能系统框架(图1的简化)，串联储能系统能够有效提升电压等级与功率等级。在串联储能系统中包括交流电网侧、线路阻抗以及多个模块(指代串联储能系统模块)，对其中一个模块的均衡控制流程进行详实说明，如图2中右侧，首先数据采集单元获取串联储能系统中串联储能系统模块的储能电池SoC值(第一次获取的SoC值为初始SoC值)、第i个逆变器串联电感电流iL、串联储能系统模块输出电流io和输出电压uo；然后功率计算单元计算出串联储能系统串联储能系统模块的实际输出功率Pi，然后本地SoC估计子单元计算出本地SoC值，平均SoC估计器计算出平均SoC值；将上述得到的数据发送给SoC均衡控制单元，所述SoC均衡控制单元用于执行SoC均衡控制模型，同时SoC均衡控制单元获得第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考有功功率P*和每个串联储能系统串联储能系统模块的参考角频率ω*，计算得出每个串联储能系统串联储能系统模块的期望均衡输出角频率ωi，对期望均衡输出角频率ωi进行积分环节(图2中1/s代表积分环节)的运算，并结合串联储能系统串联储能系统模块的期望均衡输出电压Vi，经过电压电流双闭环控制单元处理，经PWM转换，得到控制串联储能系统模块的脉冲信号，将脉冲信号再次发送给串联储能系统模块，对串联储能系统模块进行调节，使得并网工作模式下的串联储能系统中的各个串联储能系统模块中的储能电池电荷状态达到平衡。另外，所述均衡控制系统还包括通信单元，所述通信单元用于采用分布式通信拓扑将角频率和估计SoC值的在各串联储能系统模块之间进行传输通信。
图3示出了本发明可用于实现串联储能电路均衡控制方法流程图，所述方法包括以下步骤：
首先，采集串联储能系统串联储能系统模块的实时输出电压、实时输出电流和储能电池SoC值；
根据采集的实时输出电压、实时输出电流和储能电池SoC值得到串联储能系统模块的实际输出功率、本地SoC值和平均SoC值；
根据得到的实际输出功率、本地SoC值、平均SoC值以及串联储能系统模块的参考有功功率和串联储能系统模块的参考角频率得到串联储能系统模块的期望均衡输出角频率；
结合串联储能系统模块的期望均衡输出角频率和期望均衡输出电压以及实时输出电压和串联储能系统模块内串联电感上的电流，得到串联储能系统模块的均衡控制脉冲信号。
具体的，实时采集串联储能系统各串联储能系统模块的输出电压、电流，计算各模块的实际输出功率，构建串联储能系统均衡控制模型。其中，第i个串联储能系统模块的均衡控制模型如下：
Figure BDA0003677407400000081
其中，ω*为每个串联储能系统串联储能系统模块的参考角频率；ωi为每个串联储能系统串联储能系统模块的期望均衡输出角频率。P*和Pi分别表示第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考有功功率和实际输出功率，SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值，
Figure BDA0003677407400000082
为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值，V*和Vi分别表示为第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考电压和期望均衡输出电压，m为第i个串联储能系统串联储能系统模块的有功功率-频率比例控制系数，k为第i个串联储能系统串联储能系统模块的SoC均衡控制系数，N为串联储能系统中串联储能系统模块的数量。
利用分布式通信拓扑获取邻居估计的平均SoC值，然后基于动态一致性控制协议设计估计平均SoC值算法：
Figure BDA0003677407400000091
其中，SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值；
Figure BDA0003677407400000092
和
Figure BDA0003677407400000093
分别为串联储能系统第i个和第j个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值；Ni表示相邻节点i的集合；aij表示接收节点j数据的节点i的通信权值，其中如果有一条边连接节点i到节点j，则aij＝1，其中如果没有一条边连接节点i到节点j，则aij＝0。
下面进一步对本发明根据构造的SoC均衡控制算法的原理进行解释：
将SESS的所有平均SoC值动态以矩阵形式表示，可以得到
Figure BDA0003677407400000094
其中，I为单位对角矩阵，H为平均SoC估计器传递函数，L为承载通信图信息的拉普拉斯矩阵，s为拉普拉斯算子，
Figure BDA0003677407400000095
为估计的SoC值所构成的矩阵，SoC为实际SoC值所构成的矩阵。
如果该拉普拉斯矩阵L是平衡的，可以得到：
Figure BDA0003677407400000096
其中，
Figure BDA0003677407400000097
依次为串联储能系统第1个到第N个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值；SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值；N为串联储能系统中串联储能系统模块储能电池的数量。
通过第i个串联储能系统模块和第j个串联储能系统模块的输出功率，可以实现SoC均衡。当
Figure BDA0003677407400000098
时，Pi更大，and
Figure BDA0003677407400000099
Pj更低。在充电模式下，SoC值大的串联储能系统模块的吸收功率小于SoC值小的串联储能系统模块的吸收功率；在放电模式下，SoC值大的串联储能系统模块的输出功率大于SoC值小的串联储能系统模块的输出功率；在稳态下，SESS中各串联储能系统模块的SoC值趋于一致。
分布式通信是一种去中心化通信方式，即不需要集中控制器，而是由每个子系统仅进行点对点通信实现对全局信息的获取，仅需要邻居的SoC信息即可实现SoC均衡，能够在并网模式下实现同步，并解决串联储能系统的SoC不平衡问题，实现串联储能系统的SoC均衡，有效避免串联储能系统在充放电工作状态下各模块出现过充过放问题，避免储能电池寿命的恶化。由于SoC调控的时间尺度较长，对分布式通信的要求较低，在通信时延和单链路通信故障的情况下仍能保持良好的控制效果。和集中式控制方案相比，该方法采用分布式通信，系统可靠性提高。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (15)

1.一种并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述电路包括多个串联储能系统模块，多个所述串联储能系统模块相互串联，串联后的多个串联储能系统模块两端中的一端接地，另一端接入交流电网侧；
所述串联储能系统模块包括储能电池、均衡控制器、逆变器模块、电感以及电容；
所述储能电池和控制器与逆变器模块并联，所述电容与逆变器模块并联，所述逆变器模块与电容之间电性连接有电感，所述均衡控制器用于执行均衡控制模型，对多个串联储能系统模块中的储能电池电荷状态进行均衡调节。
2.根据权利要求1所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述逆变器模块包括四个开关管二极管单元，两个开关管二极管单元构成一个开关管二极管组，两个开关管二极管组相互同向并联，每组两个开关管二极管单元串联。
3.根据权利要求2所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述开关管二极管单元包括一个开关管和一个二极管，所述开关管和二极管反向并联；所述开关管的集电极与二极管的阳极相连，开关管的发射极与二极管的阴极相连。
4.根据权利要求3所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，两个相互串联的开关管二极管单元之间，一个开关管二极管单元中的开关管发射极与另一个开关管二极管单元中的开关管集电极相连。
5.根据权利要求2所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述电感的一端连接到一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间；串联的多个串联储能系统模块中首端串联储能系统模块中的电感另一端与交流电网侧相连，其余串联储能系统模块中的电感另一端连接到相邻串联储能系统模块中另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间，串联的多个串联储能系统模块中尾端串联储能系统模块中的另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元中间接地。
6.根据权利要求5所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述逆变器模块与电容并联，所述电容的一端与电感的另一端相连，所述电容的另一端连接到另一个开关管二极管组中两个开关管二极管单元之间。
7.根据权利要求1所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述均衡控制器与逆变器模块之间设置有另一个电容，所述另一个电容与逆变器模块并联。
8.根据权利要求1所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述电路还包括线路阻抗，所述线路阻抗的一端与串联后的多个串联储能系统模块另一端相连，所述线路阻抗的另一端与交流电网侧的母线相连。
9.根据权利要求1-8任一所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，所述电路还包括设置在交流电网侧的负载和转换开关；所述转换开关的一端与交流电网侧的母线相连，另一端与交流电源相连；所述负载的一端与交流电网侧的母线相连，另一端接地。
10.根据权利要求1所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，
所述均衡控制模型具体为：
Figure FDA0003677407390000021
其中，ω*为每个串联储能系统串联储能系统模块的参考角频率；ωi为每个串联储能系统串联储能系统模块的期望均衡输出角频率；P*和Pi分别表示第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考有功功率和实际输出功率，SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值，
Figure FDA0003677407390000022
为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值，V*和Vi分别表示为第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考电压和期望均衡输出电压，m为第i个串联储能系统串联储能系统模块的有功功率-频率比例控制系数，k为第i个串联储能系统串联储能系统模块的SoC均衡控制系数，N为串联储能系统中串联储能系统模块的数量。
11.根据权利要求10所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，
所述
Figure FDA0003677407390000023
的算法为：
Figure FDA0003677407390000031
其中，SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值；
Figure FDA0003677407390000032
和
Figure FDA0003677407390000033
分别为串联储能系统第i个和第j个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值；Ni表示相邻节点i的集合；aij表示接收节点j数据的节点i的通信权值，其中如果有一条边连接节点i到节点j，则aij＝1，其中如果没有一条边连接节点i到节点j，则aij＝0。
12.根据权利要求1所述的并网模式下串联储能电路，其特征在于，
多个所述串联储能系统模块中的均衡控制器之间采用分布式通信拓扑进行角频率和估计SoC值的传输通信。
13.一种并网模式下串联储能电路的均衡控制方法，其特征在于，所述均衡控制方法包括：
采集串联储能电路中串联储能系统模块中电感电流、串联储能系统模块实时输出电流和串联储能系统模块实时输出电压和储能电池SoC值；
根据采集的实时输出电压、实时输出电流和储能电池SoC值得到串联储能系统模块的实际输出功率、本地SoC值和平均SoC值；
均衡控制器根据得到的实际输出功率、本地SoC值、平均SoC值以及串联储能系统模块的参考有功功率和串联储能系统模块的参考角频率得到串联储能系统模块的期望均衡输出角频率；
结合串联储能系统模块的期望均衡输出角频率和期望均衡输出电压以及实时输出电压和电感电流，得到串联储能系统模块的均衡控制脉冲信号，使用均衡控制脉冲信号控制串联储能系统模块工作。
14.根据权利要求13所述的并网模式下串联储能电路的均衡控制方法，其特征在于，所述期望均衡输出角频率和期望均衡输出电压采用串联储能系统均衡控制模型计算得到，所述串联储能系统均衡控制模型为：
Figure FDA0003677407390000034
其中，ω*为每个串联储能系统串联储能系统模块的参考角频率；ωi为每个串联储能系统串联储能系统模块的期望均衡输出角频率；P*和Pi分别表示第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考有功功率和实际输出功率，SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值，SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值，V*和Vi分别表示为第i个串联储能系统串联储能系统模块的参考电压和期望均衡输出电压，m为第i个串联储能系统串联储能系统模块的有功功率-频率比例控制系数，k为第i个串联储能系统串联储能系统模块的SoC均衡控制系数，N为串联储能系统中串联储能系统模块的数量。
15.根据权利要求14所述的并网模式下串联储能电路的均衡控制方法，其特征在于，所述平均SoC值的算法为：
Figure FDA0003677407390000041
其中，SoCi为串联储能系统第i个串联储能系统模块储能电池的荷电状态值；
Figure FDA0003677407390000042
和
Figure FDA0003677407390000043
分别为串联储能系统第i个和第j个串联储能系统模块储能电池的平均荷电状态值；Ni表示相邻节点i的集合；aij表示接收节点j数据的节点i的通信权值，其中如果有一条边连接节点i到节点j，则aij＝1，其中如果没有一条边连接节点i到节点j，则aij＝0。
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