一种含辅助功率环的储能系统SOC均衡控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种含辅助功率环的储能系统SOC均衡控制方法，含辅助功率环的储能系统SOC均衡控制包括单相SOC均衡控制及三相SOC均衡控制。单相SOC均衡控制首先测量并采集一相内所有电池的SOC值；对所有SOC值进行排序并确定能量输出源、能量目的、平衡电池，若SOCES‑SOCED>ΔSOCr，则进行相内均衡控制，否则不启动均衡控制。三相SOC均衡控制首先测量并采集三相所有电池的SOC值，若ΔSOC>max(ΔSOCu,ΔSOCv,ΔSOCw)，则先进行相间均衡控制，再进行相内均衡控制，否则先进行相内均衡控制，再进行相间均衡控。本发明专利技术解决了蓄电池电压不均衡的问题，可以实现单相的SOC均衡控制，也可以实现三相的均衡控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能
，尤其涉及一种含辅助功率环的储能系统SOC(State of Charge，荷电状态)均衡控制方法。
技术介绍
链式储能系统中常见的均衡控制方法有零序电流注入法、零序电压注入法、电压排序法等。零序电流注入法是通过各个电池的SOC值、系统各单元和各相的等效SOC值计算得到系统相间均衡所需的零序电流参考值；由系统级控制得到的电流参考值再经过直接电流控制器后，计算得到系统输出电压参考值，然后经过单元间均衡控制得到各个单元的电压调制波，最后通过脉冲发生器得到系统各相的控制脉冲。零序电压注入法是将一零序电压分别与三相交流电压进行叠加。这使得每相在不引入负序电流的情况下既能吸收也能释放不平衡有功功率。由于零序电压注入法并不会引起线电压的变化，因而该SOC均衡控制方法并不会影响三相线电流和总的输出功率。电压排序法是先按照各个蓄电池电压的大小对其进行排序，然后根据各个蓄电池电压的大小，来控制各个开关器件的角度，使得电压高的蓄电池的放电速率大于电压低的蓄电池，从而达到蓄电池电压均衡的目的。这些均衡控制方法能够有效地均衡能量存储系统中相互串联的蓄电池输出电压或者超级电容器的荷电状态(SOC)。目前大多数的直流侧均衡控制方法都是通过对各个开关器件的开关模式进行小的变化来调节各个储能元件之间的有功功率。由于上述各方法中调节幅度往往有限，因而整个直流侧均衡时间将不可预计，且整个方法的有效性依赖于变换器的电流幅值。不仅如此，设计和实现多个平衡控制回路将会相当复杂，特别是当它与基波功率出现耦合时。为了解决上述不足，急切的需要一种能够独立控制，且与各个H桥模块基频功率解耦的直流侧均衡控制方法。
技术实现思路
专利技术目的：针对含辅助功率环的储能系统蓄电池电压不均衡的问题，提出了一种含辅助功率环的储能系统SOC均衡控制方法。技术方案：一种含辅助功率环的储能系统SOC均衡控制方法，该方法用于单相SOC均衡控制，所述单相为u相，所述储能系统包括多个模块，每个模块包括一个电池，该方法包括以下步骤：(1)测量并采集所有模块电池的SOC值；(2)对SOC值进行排序，设最小的SOC值为SOCED，所述SOCED为吸收交换功率模块的SOC值，设最大的SOC值为SOCES，所述SOCES为提供功率模块的SOC值；(3)设定SOC差值的阈值为ΔSOCr；(4)设ΔSOCu＝SOCES-SOCED，若ΔSOCu>ΔSOCr，则进行相内均衡控制，若ΔSOCu≤ΔSOCr，则不启动均衡控制。有益效果：相比较现有技术，本专利技术提供的一种含辅助功率环的储能系统SOC均衡控制方法解决了蓄电池电压不均衡的问题，可以实现单相的SOC均衡控制，也可以实现三相的均衡控制；通过分析三相级联多电平储能系统，确定相间和相内SOC均衡的顺序，更好的解决三相储能系统蓄电池电压不均衡的问题。附图说明图1是单相SOC均衡控制流程图；图2是基于相位的单相SOC均衡控制系统框图；图3是三相SOC均衡控制流程图；图4是9个蓄电池系统的SOC均衡控制图；具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步说明。该储能系统包括n个模块，n个模块中每个模块直流侧包括一个蓄电池，即有n个电池。令n个模块中负责提供功率的模块为能量输出源，用ES(Energy Source)表示，而令吸收交换功率的模块为能量目的，用ED(Energy Destination)表示，令不提供也不吸收功率的模块为平衡电池，用BC(Balance Cell)表示。含辅助功率环的储能系统SOC均衡控制包括单相SOC均衡控制及三相SOC均衡控制。用于单相SOC均衡控制时，所述单相为u相，如图1所示，包括以下步骤：(1)测量并采集所有模块电池的SOC值；(2)对SOC值进行排序，设最小的SOC值为SOCED，所述SOCED为吸收交换功率模块的SOC值，设最大的SOC值为SOCES，所述SOCES为提供功率模块的SOC值，设中间的SOC值为SOCBC，所述SOCBC为既不提供也不吸收功率的平衡模块的SOC值；定义蓄电池的序列为B＝{B1,B11…Bn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含辅助功率环的储能系统SOC均衡控制方法，该方法用于单相SOC均衡控制，所述单相为u相，所述储能系统包括多个模块，每个模块包括一个电池，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)测量并采集所有模块电池的SOC值；(2)对SOC值进行排序，最小的SOC值记为SOCED，所述SOCED为吸收交换功率模块的SOC值，最大的SOC值记为SOCES，所述SOCES为提供功率模块的SOC值；(3)设定SOC差值的阈值为ΔSOCr；(4)设ΔSOCu＝SOCES‑SOCED，若ΔSOCu＞ΔSOCr，则进行相内均衡控制，若ΔSOCu≤ΔSOCr，则不启动均衡控制。

【技术特征摘要】
1.一种含辅助功率环的储能系统SOC均衡控制方法，该方法用于单相SOC均衡控制，所述单相为u相，所述储能系统包括多个模块，每个模块包括一个电池，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)测量并采集所有模块电池的SOC值；(2)对SOC值进行排序，最小的SOC值记为SOCED，所述SOCED为吸收交换功率模块的SOC值，最大的SOC值记为SOCES，所述SOCES为提供功率模块的SOC值；(3)设定SOC差值的阈值为ΔSOCr；(4)设ΔSOCu＝SOCES-SOCED，若ΔSOCu＞ΔSOCr，则进行相内均衡控制，若ΔSOCu≤ΔSOCr，则不启动均衡控制。2.根据权利要求1所述的含辅助功率环的储能系统SOC均衡控制方法，该方法用于三相SOC均衡控制，所述三相包括u相、v相、w相，其特征在于，包括以下步骤：(1)测量并采集三相...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，蒋玮，黄丽丽，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32