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離網(wǎng)儲能系統(tǒng)及其控制方法與流程

文檔序號:12486753閱讀:3050來源:國知局
離網(wǎng)儲能系統(tǒng)及其控制方法與流程

本發(fā)明涉及微電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域,更具體地說,涉及離網(wǎng)儲能系統(tǒng)及其控制方法。



背景技術(shù):

圖1示出了一種離網(wǎng)儲能系統(tǒng),包括多臺儲能逆變器,各儲能逆變器的直流側(cè)接獨立的蓄電池組、交流側(cè)直接并聯(lián)于同一交流母線,實現(xiàn)了將多路直流輸入轉(zhuǎn)換成一路交流輸出。

保證所述離網(wǎng)儲能系統(tǒng)中各蓄電池組運行狀態(tài)的一致性,例如保證各蓄電池組的SOC(State of Charge,剩余電量)均衡、保證各蓄電池組兩端的電壓均衡等,是保證所述離網(wǎng)儲能系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要手段。但目前的技術(shù)力量還不能為保持各蓄電池組的SOC均衡或保持各蓄電池組兩端的電壓均衡提供技術(shù)支持。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

有鑒于此,本發(fā)明提供了離網(wǎng)儲能系統(tǒng)及其控制方法,以均衡離網(wǎng)儲能系統(tǒng)中各蓄電池組的運行狀態(tài)。

一種離網(wǎng)儲能系統(tǒng),包括依次標識為P1、P2、…、Pn的n個儲能逆變器,各儲能逆變器的直流側(cè)接獨立的蓄電池組、交流側(cè)并聯(lián),將接在Pj直流側(cè)的蓄電池組標識為Bj,j=2、3、…、n,其中:

P1的輸出波形控制系統(tǒng)采用電壓電流雙環(huán)控制結(jié)構(gòu);

Pj的輸出波形控制系統(tǒng)采用電流環(huán)控制結(jié)構(gòu),其電流環(huán)給定值等于P1的電流環(huán)給定值疊加Pj的電流校正值,Pj的電流校正值為用于使Bj達到與B1相同的運行參數(shù)的自動控制系統(tǒng)的輸出量。

其中,所述運行參數(shù)包括:蓄電池組剩余電量。

其中,所述運行參數(shù),包括:蓄電池組兩端電壓。

其中,所述自動控制系統(tǒng)為開環(huán)控制系統(tǒng)。

其中,所述自動控制系統(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)。

其中,所述自動控制系統(tǒng)能夠根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)的差值大小變步長調(diào)節(jié)Pj的電流校正值。

一種用于離網(wǎng)儲能系統(tǒng)的控制方法,所述離網(wǎng)儲能系統(tǒng)包括依次標識為P1、P2、…、Pn的n個儲能逆變器,各儲能逆變器的直流側(cè)接獨立的蓄電池組、交流側(cè)并聯(lián),將接在Pj直流側(cè)的蓄電池組標識為Bj,j=2、3、…、n,其中,所述控制方法包括:

P1采用電壓電流雙環(huán)控制方式來控制輸出波形;

Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值,以使Bj達到與B1相同的運行參數(shù);

Pj采用電流環(huán)控制輸出波形,其電流環(huán)給定值為P1的電流環(huán)給定值疊加調(diào)節(jié)后的Pj的電流校正值。

其中,所述Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值,包括:

Pj根據(jù)Bj的剩余電量與B1的剩余電量之間偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值;或者,Pj根據(jù)Bj兩端電壓與B1兩端電壓之間偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值。

其中,所述Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值,包括:

Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小,開環(huán)或閉環(huán)調(diào)節(jié)Pj的電流校正值。

其中,所述Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值,包括:Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小變步長調(diào)節(jié)Pj的電流校正值。

從上述的技術(shù)方案可以看出,本發(fā)明任選一臺儲能逆變器P1采用電壓電流雙環(huán)控制,其余儲能逆變器(即Pj,j=2、3、…、n)采用電流環(huán)控制,在此基礎(chǔ)上,本發(fā)明以蓄電池組B1的運行參數(shù)作為蓄電池組Bj運行的基準,Pj在Bj運行出現(xiàn)偏差時動態(tài)調(diào)節(jié)Pj的電流校正值以縮小所述偏差,該電流校正值疊加P1的電流環(huán)給定值就是Pj的電流環(huán)給定值,當Bj與B1之間運行參數(shù)的差值大小為零時,所述自動控制系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài),此時Pj的電流校正值為零,即Pj按照P1的電流環(huán)給定值運行??梢姡景l(fā)明保證了離網(wǎng)儲能系統(tǒng)中各蓄電池組運行狀態(tài)的一致性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)公開的一種離網(wǎng)儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明實施例公開的一種離網(wǎng)儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本發(fā)明實施例公開的一種開環(huán)控制系統(tǒng)框圖;

圖4為本發(fā)明實施例公開的一種閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖;

圖5為本發(fā)明實施例公開的一種用于離網(wǎng)儲能系統(tǒng)的控制方法流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖,對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參見圖2,本發(fā)明實施例公開了一種離網(wǎng)儲能系統(tǒng),以均衡離網(wǎng)儲能系統(tǒng)中各蓄電池組的運行狀態(tài)。所述離網(wǎng)儲能系統(tǒng)包括依次標識為P1、P2、…、Pn的n個儲能逆變器(儲能逆變器的標識僅用于將各儲能逆變器區(qū)別開,標識的分配無針對性),各儲能逆變器的直流側(cè)接獨立的蓄電池組、交流側(cè)并聯(lián),將接在Pj直流側(cè)的蓄電池組標識為Bj,j=2、3、…、n,其中:

P1的輸出波形控制系統(tǒng)采用電壓電流雙環(huán)控制結(jié)構(gòu);

Pj的輸出波形控制系統(tǒng)采用電流環(huán)控制結(jié)構(gòu),其電流環(huán)給定值等于P1的電流環(huán)給定值疊加Pj的電流校正值,Pj的電流校正值為用于使Bj達到與B1相同的運行參數(shù)的自動控制系統(tǒng)的輸出量。

下面,對本實施例的技術(shù)方案進行詳述。

離網(wǎng)儲能系統(tǒng)中至少要有一臺儲能逆變器進行V/F(電壓/頻率)控制以建立交流母線電壓和頻率,本實施例選擇任意一臺儲能逆變器P1采用電壓電流雙環(huán)控制,由P1利用電壓環(huán)建立交流母線電壓和頻率。其余儲能逆變器(即Pj)與P1交流側(cè)并聯(lián)于同一交流母線,具有與P1相同的輸出電壓和頻率。在P1采用電壓電流雙環(huán)控制,其余儲能逆變器采用電流環(huán)控制的情況下,各儲能逆變器按照自身的電流環(huán)給定值并聯(lián)運行,其中P1的電流環(huán)給定值為電壓環(huán)的輸出。

離網(wǎng)儲能系統(tǒng)實際運行過程中,受蓄電池生產(chǎn)廠家不同或生產(chǎn)批次不同等因素影響,接在各儲能逆變器直流側(cè)的蓄電池組的運行狀態(tài)可能是不同步的,如果不對各蓄電池組的運行狀態(tài)加以均衡,各蓄電池組以及各儲能逆變器間的運行差異將越來越大。

對此,本實施例以B1的運行參數(shù)作為Bj運行的基準,Pj內(nèi)置的自動控制系統(tǒng)(記為Zj)根據(jù)Bj運行參數(shù)的偏差大小來動態(tài)調(diào)節(jié)Pj的電流校正值,以使Bj與B1同步運行,P1的電流環(huán)給定值疊加Zj的輸出(也就是調(diào)節(jié)后的Pj的電流校正值)就得到Pj的電流環(huán)給定值。當Bj與B1之間運行參數(shù)的差值大小為零時,所述自動控制系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài),此時Pj的電流校正值為零,即Pj按照P1的電流環(huán)給定值運行??梢?,本實施例保證了離網(wǎng)儲能系統(tǒng)中各蓄電池組運行狀態(tài)的一致性。

其中,Zj可以是開環(huán)控制系統(tǒng),也可以是閉環(huán)控制系統(tǒng)。具體的,當Zj采用開環(huán)控制系統(tǒng)時,可采用如圖3所示結(jié)構(gòu),將Bj與B1間運行參數(shù)的差值大小輸入比例調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)10、輸出限幅環(huán)節(jié)20后,得到Pj的電流校正值。當Zj采用閉環(huán)控制系統(tǒng)時,可采用如圖4所示結(jié)構(gòu),將Bj與B1間運行參數(shù)的差值大小輸入PI控制器10(或其他類型的控制器,如PID調(diào)節(jié)器或I調(diào)節(jié)器等)、輸出限幅環(huán)節(jié)20后,得到Pj的電流校正值。需要說明的是,比例調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)10的比例系數(shù)kn以及PI控制器10中的參數(shù),可以是固定參數(shù),也可以根據(jù)Bj與B1間運行參數(shù)的差值大小實現(xiàn)變步長調(diào)節(jié),即:差值大的時候,參數(shù)變大,用來實現(xiàn)快速均衡,差值小的時候,參數(shù)變小,用來實現(xiàn)微調(diào)。

其中,Zj控制Bj達到與B1相同的運行參數(shù),可以是指Bj兩端電壓與B1兩端電壓之間無偏差,也可以是指Bj的剩余電量與B1的剩余電量之間無偏差。

其中,離網(wǎng)儲能系統(tǒng)內(nèi)傳輸采樣信號、控制信號等所采用的通訊方式,可以是CAN總線通訊,可以是RS485通訊,可以是以太網(wǎng)通訊,也可以是電力線載波通訊等,并不局限。

此外,參見圖5,本申請還公開了一種用于離網(wǎng)儲能系統(tǒng)的控制方法,所述離網(wǎng)儲能系統(tǒng)包括依次標識為P1、P2、…、Pn的n個儲能逆變器,各儲能逆變器的直流側(cè)接獨立的蓄電池組、交流側(cè)并聯(lián),將接在Pj直流側(cè)的蓄電池組標識為Bj,j=2、3、…、n。所述控制方法包括:

步驟S01:P1采用電壓電流雙環(huán)控制方式來控制輸出波形;

步驟S02:Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值,以使Bj達到與B1相同的運行參數(shù);

步驟S03:Pj采用電流環(huán)控制輸出波形,其電流環(huán)給定值為P1的電流環(huán)給定值疊加調(diào)節(jié)后的Pj的電流校正值。

其中,所述Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值,包括:Pj根據(jù)Bj的剩余電量與B1的剩余電量之間偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值;或者,Pj根據(jù)Bj兩端電壓與B1兩端電壓之間偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值。

其中,所述Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值,包括:Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小,開環(huán)或閉環(huán)調(diào)節(jié)Pj的電流校正值。

其中,所述Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小調(diào)節(jié)Pj的電流校正值,包括:Pj根據(jù)Bj與B1之間運行參數(shù)偏差的大小變步長調(diào)節(jié)Pj的電流校正值。

綜上所述,本發(fā)明任選一臺儲能逆變器P1采用電壓電流雙環(huán)控制,其余儲能逆變器(即Pj,j=2、3、…、n)采用電流環(huán)控制,在此基礎(chǔ)上,本發(fā)明以蓄電池組B1的運行參數(shù)作為蓄電池組Bj運行的基準,Pj在Bj運行出現(xiàn)偏差時動態(tài)調(diào)節(jié)Pj的電流校正值以縮小所述偏差,該電流校正值疊加P1的電流環(huán)給定值就是Pj的電流環(huán)給定值,Bj與B1之間運行參數(shù)的差值大小為零時,所述自動控制系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài),此時Pj的電流校正值為零,即Pj按照P1的電流環(huán)給定值運行??梢?,本發(fā)明保證了離網(wǎng)儲能系統(tǒng)中各蓄電池組運行狀態(tài)的一致性。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述,每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處,各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的用于離網(wǎng)儲能系統(tǒng)的控制方法而言,由于其與實施例公開的離網(wǎng)儲能系統(tǒng)相對應(yīng),所以描述的比較簡單,相關(guān)之處參見離網(wǎng)儲能系統(tǒng)部分說明即可。

對所公開的實施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明實施例的精神或范圍的情況下,在其它實施例中實現(xiàn)。因此,本發(fā)明實施例將不會被限制于本文所示的這些實施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

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