CN116317647A - 级联多电平储能系统及其均压控制方法 - Google Patents
级联多电平储能系统及其均压控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116317647A CN116317647A CN202310281158.XA CN202310281158A CN116317647A CN 116317647 A CN116317647 A CN 116317647A CN 202310281158 A CN202310281158 A CN 202310281158A CN 116317647 A CN116317647 A CN 116317647A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- phase
- bridge
- energy storage
- converter
- 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.)
- Pending
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 53
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 claims description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 6
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000000352 storage cell Anatomy 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- 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
- H02J3/12—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks for adjusting voltage in AC networks by changing a characteristic of the network load
-
- 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本申请公开一种级联多电平储能系统及其在离网运行时的均压控制方法，所述均压控制方法包括：在离网运行时，生成DC‑DC变换器的驱动信号，以控制各功率模组的支撑电容电压稳定在目标电压设定值；根据电压调制波以及支撑电容电压平均值，计算各相桥臂需要投入工作的H桥单元的数量，并从各相桥臂中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作。本申请通过稳压控制以及均压控制，能够减小离网运行过程中支撑电容电压的波动幅度，提高电容寿命，避免支撑电容出现过压故障风险；有效均衡每相各级联功率模组的储能单元电压，避免储能单元发生欠压故障风险；提高系统运行的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种级联多电平储能系统及其在离网运行时的均压控制方法。
背景技术
随着大功率电力电子技术的日益成熟、高速电磁驱动技术的快速发展，高电压、大容量储能变频器系统应用需求日益迫切。中压电机系统配套的H桥级联拓扑变频器因主电路拓扑简单、开关频率有倍频效果，具有良好的容错能力及对器件耐压要求低等特点，成为大容量储能传动系统的首选方案，在中高压中大功率场合中得到了广泛应用。
目前的储能变频器系统，在离网逆变运行过程多采用载波移相(CPS-SPWM)调制策略，配合DC-DC变换器(例如：Buck-Boost)从储能单元吸收能量以稳定支撑电容电压，从而为H桥逆变单元提供稳定的直流母线；但由于各功率模组间存在一定差异，如各功率模组自身损耗的差异及H桥输出功率的差异等，会导致各功率模组间储能单元电压的不均衡。如果不做处理，储能单元电压偏差会不断加大，导致部分损耗大的功率模组的储能单元电压过低，无法维持支撑电容电压稳定，导致变频器系统无法正常运行。另外，H桥级联变频器特有的直流母线二次波动问题，受DC-DC变换器的输出电流能力及控制带宽所限，无法得到有效抑制，如不做处理，过大的二次纹波会缩短支撑电容的寿命，也会带来支撑电容过压的风险，影响变频器系统的稳定运行。
发明内容
本申请旨在提供一种级联多电平储能系统及其在离网运行时的均压控制方法，以解决离网运行过程中由于同一相各级联功率模组自身损耗及H桥单元输出功率的差异，导致各功率模组间储能单元电压的不均衡的问题。
本申请一方面提供一种级联多电平储能系统在离网运行时的均压控制方法，所述级联多电平储能系统包括级联多电平储能变频器，所述级联多电平储能变频器包括三相桥臂，每相桥臂包括级联的N个功率模组，每个功率模组包括H桥单元、支撑电容、DC-DC变换器和储能单元；所述均压控制方法包括：
在离网运行时，生成DC-DC变换器的驱动信号，以控制各功率模组的支撑电容电压稳定在目标电压设定值；
根据电压调制波以及支撑电容电压平均值，计算各相桥臂需要投入工作的H桥单元的数量，并从各相桥臂中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作，以使得三相桥臂输出调制波对应的电压控制负载运行。
本申请另一方面提供一种级联多电平储能系统，所述级联多电平储能系统包括级联多电平储能变频器和控制器；
所述级联多电平储能变频器包括三相桥臂，每相桥臂包括级联的N个功率模组，每个功率模组包括H桥单元、支撑电容、DC-DC变换器和储能单元；
所述控制器被配置为在离网运行时，生成DC-DC变换器的驱动信号，以控制各功率模组的支撑电容电压稳定在目标电压设定值；根据电压调制波以及支撑电容电压平均值，计算各相桥臂需要投入工作的H桥单元的数量，并从各相桥臂中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作，以使得三相桥臂输出调制波对应的电压控制负载运行。
本申请提供的级联多电平储能系统及其在离网运行时的均压控制方法，通过稳压控制以及均压控制，能够减小离网运行过程中支撑电容电压的波动幅度，提高电容寿命，避免支撑电容出现过压故障风险；有效均衡每相各级联功率模组的储能单元电压，避免储能单元发生欠压故障风险；提高系统运行的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是本申请实施例提供的级联多电平储能系统示意图；
图2是本申请实施例提供的级联多电平储能变频器中的功率模组示意图；
图3是本申请实施例提供的级联多电平储能系统在离网运行时的均压控制框图；
图4是本申请实施例提供的DC-DC变换器稳压控制框图；
图5是本申请实施例提供的合成直流母线电压值计算框图；
图6是本申请实施例提供的级联多电平储能系统在离网运行时的均压控制方法示意图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语中“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。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。
本申请实施例涉及到的变量及其定义：
ia、ib、ic：A、B、C相电流
PI调节器：比例积分调节器
Vcap_a、Vcap_b、Vcap_c：A、B、C相支撑电容电压平均值，
Px：x(x＝a、b、c)相桥臂瞬时功率，
uref：支撑电容的目标电压设定值
Vcap_x,i：x相(x＝a、b、c)i级(i＝1～N)支撑电容电压值
Vbatt_x,i：x相(x＝a、b、c)i级(i＝1～N)储能单元电压值
iref_x,i：x相(x＝a、b、c)i级(i＝1～N)DC-DC变换器的电流设定值
iL_x,i：x相(x＝a、b、c)i级(i＝1～N)DC-DC变换器电流值
upwm_x,i：x相(x＝a、b、c)i级(i＝1～N)DC-DC变换器的调制信号
Nin_a、Nin_b、Nin_c：A、B、C相投入工作的H桥单元的数量
Nout_a、Nout_b、Nout_c：A、B、C相零电平切出状态的H桥单元的数量
kbatt：储能单元电压折算系数
kcap：支撑电容电压折算系数
Vdc_x,i：x相(x＝a、b、c)i级(i＝1～N)功率模组的合成直流母线电压值，Vdc_x,i＝kbatt*Vbatt_x,i+kcap*Vcap_x,i
图1是本申请实施例提供的级联多电平储能系统示意图。
如图1所示，级联多电平储能系统包括级联多电平储能变频器，级联多电平储能变频器包括三相桥臂(图中的CELLA1～CELLAN、CELLB1～CELLBN、CELLC1～CELLCN所示)，每相桥臂由N个级联的功率模组构成。
进一步地，级联多电平储能系统还可包括并网开关K1、预充电电阻R、预充电旁路开关K2、并网变压器T。预充电电阻R和预充电旁路开关K2并联连接，并网开关K1连接在电网与预充电电阻R的一端之间，并网变压器T连接在预充电电阻R的另一端与级联多电平储能变频器之间。
系统并网运行时，功率模组中的H桥单元工作在整流状态，通过三相桥臂从电网吸收能量对每个功率模组中的储能单元充电；系统离网运行时，功率模组中的H桥单元工作在逆变状态，功率模组中的储能单元给负载(例如电机)供电。
图2是本申请实施例提供的功率模组示意图。
如图2所示，级联多电平储能变频器中的功率模组包括H桥单元T1、支撑电容C、DC-DC变换器T2和储能单元BAT。
其中，H桥单元T1包括二个并联连接的桥臂，每一个桥臂包括串联连接的两个开关管。其中H桥单元T1有正电平投入、负电平投入、零电平切出三种工作状态。H桥单元T1处于正电平投入状态时，开关管T11、T14导通，开关管T12、T13断开；H桥单元T1处于负电平投入状态时，开关管T12、T13导通，开关管T11、T14断开；H桥单元T1处于零电平切出状态时，开关管T11、T13导通，开关管T12、T14断开，或者，开关管T11、T13断开，开关管T12、T14导通。
在系统并网运行时，H桥单元T1工作在整流状态，用于为支撑电容C提供能量；在系统离网运行时，H桥单元T1输出目标电压拖动电机运行。
支撑电容C包括但不限于薄膜电容，可以是一个薄膜电容或者多个串并联连接的薄膜电容。支撑电容C用于滤除系统运行时开关次纹波，并提供稳定的直流母线电压。
DC-DC变换器T2包括滤波电感L、以及串联连接的两个开关管。滤波电感L的一端连接在两个开关管之间，另一端与储能单元BAT连接。在系统并网运行时，DC-DC变换器T2为储能单元BAT充电；在系统离网运行时，储能单元BAT的电能为支撑电容C提供能量，以稳定支撑电容C的电压。
储能单元BAT在系统并网运行时进行储能；储能单元BAT在系统离网运行时，对电机输出功率或吸收电机制动过程回馈功率。
在图2中，开关管包括但不限于IGBT、IGCT、MOS管等等，优选的采用IGBT。
图3是本申请实施例提供的级联多电平储能系统在离网运行时的均压控制框图。
如图3所示，级联多电平储能系统在离网运行时的均压控制，包括DC-DC变换器稳压控制环节和最近电平逼近均压调制环节。
DC-DC变换器稳压控制环节，主要稳定支撑电容电压为H桥单元提供稳定的直流母线电压，实现储能单元和支撑电容间的能量双向流动。
最近电平逼近均压调制环节，主要根据电机变频控制器输出的电压调制波生成各相所需的H桥单元运行状态，通过均压控制策略动态分配各功率模组的H桥逆变驱动信号，实现拖动电机变频运行，同时均衡控制各相级联的功率模组的储能单元电压并减小支撑电容电压波动幅度。
图4是本申请实施例提供的DC-DC变换器稳压控制框图。
如图4所示，DC-DC变换器稳压控制环节包括电压控制环、电流控制环、驱动生成环节构成。
在系统离网运行时，各功率模组的DC-DC变换器工作在支撑电容稳压控制模式，将支撑电容电压稳定在目标电压设定值uref。
具体地，目标电压设定值uref与支撑电容电压值Vcap_x,i的差值，通过电压环PI调节器生成DC-DC变换器电流设定值iref_x,i；然后该设定值iref_x,i与DC-DC变换器电流值iL_x,i的差值，通过电流环PI调节器处理、并将电流环PI调节器的输出与储能单元电压值Vbatt_x,i相加，生成DC-DC变换器的调制信号upwm_x,i；最后经驱动生成模块，生成DC-DC变换器的驱动信号。
最近电平逼近均压调制环节主要通过以下步骤实现：
步骤一，根据电机变频控制器生成的三相电压调制波
和三相支撑电容电压平均值Vcap_a、Vcap_b、Vcap_c，计算得到各相桥臂需要投入工作状态的H桥单元数量Nin_a、Nin_b、Nin_c，以及零电平切出或者不需要投入工作状态的H桥单元数量Nout_a、Nout_b、Nout_c。计算如下：
当Nin_i>0(i＝a、b、c)时，投入的H桥单元数为Nin_i个，工作状态为正电平投入状态，剩余的Nout_i(i＝a、b、c)个H桥单元工作在零电平切出状态。
当Nin_i<0时，投入的H桥单元数为-Nin_i个，工作状态为负电平投入状态，剩余的Nout_i个H桥单元工作在零电平切出状态。
步骤二，根据每个功率模组的支撑电容电压值Vcap_x,i(x＝a、b、c，i＝1～N)和储能单元电压值Vbatt_x,i(x＝a、b、c，i＝1～N)，计算出该功率模组的合成直流母线电压值Vdc_x,i(x＝a、b、c，i＝1～N)。
计算方式如图5所示，Vdc_x,i＝kbatt*Vbatt_x,i+kcap*Vcap_x,i，式中kbatt为储能单元电压折算系数(0≤kbatt≤1)、kcap为支撑电容电压折算系数(0≤kcap≤1)。
将各相的N个功率模组，按照合成直流母线电压值的大小进行排序处理，例如：从大到小进行排序处理。
步骤三，根据三相电压调制波
及三相电流ia、ib、ic(电流以流入变频器为正方向，流出为负方向)，计算得到三相桥臂的瞬时功率/>
当瞬时功率Px为正时(能量流入变频器桥臂)，从对应相合成直流母线电压值低的功率模组中(可以从合成直流母线电压值最低的功率模组开始选取)，选取步骤一中计算得到的所需数量的功率模组的H桥单元投入工作状态(正电平投入或负电平投入)，而剩余功率模组的H桥单元进入零电平切出状态。
当瞬时功率Px为负时(能量流出变频器桥臂)，从对应相合成直流母线电压值高的功率模组中(可以从合成直流母线电压值最高的功率模组开始选取)，选取步骤一中计算得到的所需数量的功率模组的H桥单元投入工作状态(正电平投入或负电平投入)，而剩余功率模组的H桥单元进入零电平切出状态。
根据各功率模组H桥单元所分配的运行状态，即可生成四个开关管的驱动信号。
通过上述最近电平逼近均压调制策略，变频器三相桥臂可以输出调制波对应的电压拖动电机运行，并可有效均衡每相各级联功率模组的储能单元电压、减小支撑电容电压波动。
图6是本申请实施例提供的级联多电平储能系统在离网运行时的均压控制方法示意图。
如图6所示，所述均压控制方法包括步骤：
S11、在离网运行时，生成DC-DC变换器的驱动信号，以控制各功率模组的支撑电容电压稳定在目标电压设定值；
S12、根据电压调制波以及支撑电容电压平均值，计算各相桥臂需要投入工作的H桥单元的数量，并从各相桥臂中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作，以使得三相桥臂输出调制波对应的电压控制负载运行。
在一示例中，所述生成DC-DC变换器的驱动信号，包括：
将所述目标电压设定值与支撑电容电压值的差值，通过电压环PI调节器生成DC-DC变换器的电流设定值；
将所述DC-DC变换器的电流设定值与DC-DC变换器电流值的差值通过电流环PI调节器处理，并将所述电流环PI调节器的输出与储能单元电压值相加，生成DC-DC变换器的调制信号；
根据所述DC-DC变换器的调制信号，生成所述DC-DC变换器的驱动信号。在一示例中，通过以下方式计算各相桥臂需要投入工作的H桥单元的数量：
在一示例中，通过以下方式计算各相桥臂不需要投入工作的H桥单元的数量：
Nout_x＝N-abs(Nin_x)，其中，Nout_x为x相桥臂不需要投入工作的H桥单元的数量。
在一示例中，控制各相桥臂不需要投入工作的H桥单元工作在零电平切出状态。
在一示例中，所述从各相桥臂中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作，包括：
将各相桥臂的功率模组按照合成直流母线电压值的大小进行排序处理；
根据各相桥臂的瞬时功率的方向，从排序处理后的功率模组中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作。
在一示例中，通过以下方式计算各相桥臂的合成直流母线电压值：
Vdc_x,i＝kbatt*Vbatt_x,i+kcap*Vcap_x,i，其中，Vdc_x,i(x＝a、b、c，i＝1～N)为x相桥臂i级功率模组的合成直流母线电压值，kbatt为储能单元电压折算系数，0≤kbatt≤1，kcap为支撑电容电压折算系数，0≤kcap≤1，kbatt_x,i为x相桥臂i级功率模组的储能单元电压值，Vcap_x,i为x相桥臂i级功率模组的支撑电容电压值。
在一示例中，通过以下方式计算各相桥臂的瞬时功率：
在一示例中，所述根据各相桥臂的瞬时功率的方向，从排序处理后的功率模组中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作，包括：
当所述瞬时功率为正时，从合成直流母线电压值低的功率模组中，选取对应数量的H桥单元投入逆变工作；
当所述瞬时功率为负时，从合成直流母线电压值高的功率模组中，选取对应数量的H桥单元投入逆变工作。
进一步地，本申请实施例还提供一种级联多电平储能系统，所述级联多电平储能系统包括级联多电平储能变频器和控制器；
所述级联多电平储能变频器包括三相桥臂，每相桥臂包括级联的N个功率模组，每个功率模组包括H桥单元、支撑电容、DC-DC变换器和储能单元；
所述控制器被配置为在离网运行时，生成DC-DC变换器的驱动信号，以控制各功率模组的支撑电容电压稳定在目标电压设定值；根据电压调制波以及支撑电容电压平均值，计算各相桥臂需要投入工作的H桥单元的数量，并从各相桥臂中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作，以使得三相桥臂输出调制波对应的电压控制负载运行。
进一步地，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程度代码，所述至少一条程序代码由处理器加载并执行，以实现上述所述的级联多电平储能系统在离网运行时的均压控制方法。
以上参照附图说明了本申请的优选实施例，并非因此局限本申请的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本申请的权利范围之内。
Claims (10)
1.一种级联多电平储能系统在离网运行时的均压控制方法，所述级联多电平储能系统包括级联多电平储能变频器，所述级联多电平储能变频器包括三相桥臂，每相桥臂包括级联的N个功率模组，每个功率模组包括H桥单元、支撑电容、DC-DC变换器和储能单元；其特征在于，所述均压控制方法包括：
在离网运行时，生成DC-DC变换器的驱动信号，以控制各功率模组的支撑电容电压稳定在目标电压设定值；
根据电压调制波以及支撑电容电压平均值，计算各相桥臂需要投入工作的H桥单元的数量，并从各相桥臂中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作，以使得三相桥臂输出调制波对应的电压控制负载运行。
2.根据权利要求1所述的均压控制方法，其特征在于，所述生成DC-DC变换器的驱动信号，包括：
将所述目标电压设定值与支撑电容电压值的差值，通过电压环PI调节器生成DC-DC变换器的电流设定值；
将所述DC-DC变换器的电流设定值与DC-DC变换器电流值的差值通过电流环PI调节器处理，并将所述电流环PI调节器的输出与储能单元电压值相加，生成DC-DC变换器的调制信号；
根据所述DC-DC变换器的调制信号，生成所述DC-DC变换器的驱动信号。
3.根据权利要求1所述的均压控制方法，其特征在于，通过以下方式计算各相桥臂需要投入工作的H桥单元的数量：
4.根据权利要求3所述的均压控制方法，其特征在于，通过以下方式计算各相桥臂不需要投入工作的H桥单元的数量：
Nout_x＝N-abs(Nin_x)，其中，Nout_x为x相桥臂不需要投入工作的H桥单元的数量。
5.根据权利要求4所述的均压控制方法，其特征在于，控制各相桥臂不需要投入工作的H桥单元工作在零电平切出状态。
6.根据权利要求1所述的均压控制方法，其特征在于，所述从各相桥臂中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作，包括：
将各相桥臂的功率模组按照合成直流母线电压值的大小进行排序处理；
根据各相桥臂的瞬时功率的方向，从排序处理后的功率模组中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作。
7.根据权利要求6所述的均压控制方法，其特征在于，通过以下方式计算各相桥臂的合成直流母线电压值：
Vdc_x,i＝kbatt*Vbatt_x,i+kcap*Vcap_x,i，其中，Vdc_x,i(x＝a、b、c，i＝1～N)为x相桥臂i级功率模组的合成直流母线电压值，kbatt为储能单元电压折算系数，0≤kbatt≤1，kcap为支撑电容电压折算系数，0≤kcap≤1，Vbatt_x，i为x相桥臂i级功率模组的储能单元电压值，Vcap_x，i为x相桥臂i级功率模组的支撑电容电压值。
8.根据权利要求6所述的均压控制方法，其特征在于，通过以下方式计算各相桥臂的瞬时功率：
9.根据权利要求6所述的均压控制方法，其特征在于，所述根据各相桥臂的瞬时功率的方向，从排序处理后的功率模组中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作，包括：
当所述瞬时功率为正时，从合成直流母线电压值低的功率模组中，选取对应数量的H桥单元投入逆变工作；
当所述瞬时功率为负时，从合成直流母线电压值高的功率模组中，选取对应数量的H桥单元投入逆变工作。
10.一种级联多电平储能系统，其特征在于，所述级联多电平储能系统包括级联多电平储能变频器和控制器；
所述级联多电平储能变频器包括三相桥臂，每相桥臂包括级联的N个功率模组，每个功率模组包括H桥单元、支撑电容、DC-DC变换器和储能单元；
所述控制器被配置为在离网运行时，生成DC-DC变换器的驱动信号，以控制各功率模组的支撑电容电压稳定在目标电压设定值；根据电压调制波以及支撑电容电压平均值，计算各相桥臂需要投入工作的H桥单元的数量，并从各相桥臂中选取对应数量的H桥单元投入逆变工作，以使得三相桥臂输出调制波对应的电压控制负载运行。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211587090X | 2022-12-06 | ||
| CN202211587090 | 2022-12-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116317647A true CN116317647A (zh) | 2023-06-23 |
Family
ID=86832165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310281158.XA Pending CN116317647A (zh) | 2022-12-06 | 2023-03-14 | 级联多电平储能系统及其均压控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116317647A (zh) |
-
2023
- 2023-03-14 CN CN202310281158.XA patent/CN116317647A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10516365B1 (en) | DC voltage control in renewable energy based multilevel power converter | |
| US20130187473A1 (en) | Power Converter Circuit | |
| US20200091831A1 (en) | Power Conversion Device and Three-Phase Power Conversion Device | |
| CN109873568B (zh) | 一种多直流端口换流器及控制方法 | |
| CN107681877A (zh) | 一种含全桥子模块的混合型mmc启动方法 | |
| CN113726136B (zh) | 变换装置 | |
| CN104993686B (zh) | 一种基于模块化多电平变换器的单相整流器启动方法 | |
| CN106451544A (zh) | 一种光储联合的三电平并网系统控制方法 | |
| JPWO2019215842A1 (ja) | 電力変換装置 | |
| CN113726137B (zh) | 变换装置 | |
| Jain et al. | A novel single/multiple output multilevel buck rectifier for EV-battery charging | |
| CN115378286A (zh) | 一种三相三电平变流器电路及其调制方法 | |
| CN117394414B (zh) | 电池与稳压模块、多电平变换储能装置及控制方法、系统 | |
| CN106849103A (zh) | 基于直流调制的无变压器式单相动态电压补偿器 | |
| CN106452149A (zh) | 一种具有输出电压上翘特性的isop逆变器系统无互联均压控制策略 | |
| CN111817412A (zh) | 一种基于串联数字化稳压器的中高压充电系统控制方法 | |
| CN115241926B (zh) | 母线电压控制方法、母线平衡控制方法及其系统 | |
| CN116317647A (zh) | 级联多电平储能系统及其均压控制方法 | |
| CN116722569A (zh) | 一种基于半桥全桥混合型mmc的储能装置及控制方法 | |
| Serban et al. | DC voltage control architecture in renewable energy based three-level converters | |
| Serban et al. | Voltage and power balancing in solar and energy storage converters | |
| Udovichenko et al. | AC voltage regulators review | |
| Sia et al. | A New 2-Dimension Extendable Multisource Switched Capacitor Boost Multilevel Inverter with Reduced Components | |
| JP7591117B1 (ja) | 電力システム及びその循環電流抑制方法 | |
| CN111864816B (zh) | 一种供电控制方法、装置、电子设备及存储介质 |
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 |