The invention belongs to the field of electrical and electronic technology. It is characterized by: a new phase power allocation control method for combined cascade energy storage converters is proposed. For battery energy storage system based on cascaded H bridge converter, it is necessary to balance the state of SOC (state of charge) of battery cell. It is essentially an unbalanced allocation control for the output power of each unit in cascaded H bridge phase. The invention proposes a new flexible intra phase power allocation control strategy. The proposed strategy can fully compensate for the shortcomings of CPS SPWM technology. It calculates the average transmission power of each unit in real time and determines the switching action of each unit according to the error between the actual power and the reference power. The proposed control strategy can give full play to and utilize the power distribution capability of the CHB phase unit, which has high control flexibility, fast response speed and strong control ability for unit power distribution.
【技术实现步骤摘要】
一种适用于组合级联式电池储能变换器的相内功率分配控制方法
本专利技术属于电力电子
,尤其涉及组合级联式电池储能变换器的控制策略。
技术介绍
近年来,光伏发电产业发展迅速。但是光伏发电受天气条件和自然环境的影响比较大,容易导致输出功率的剧烈波动。光伏电站大规模建设和投运给电力系统的安全稳定运行带来了挑战。增设电池储能系统,是其中一种解决光伏电站相关问题的有效手段。通过配置电池储能系统来增加光伏系统的惯性储备容量,能够平抑随机性功率波动和抑制低频振荡。级联H桥变换器(CascadedH-Bridge,CHB)是一种特别适合集中式大功率电池储能的拓扑结构,其在实际工程中有着广泛的应用。基于CHB的结构,文献《一种MW级大功率电池储能变流器关键技术及其工程应用》还提出了一种组合级联式的储能变换器拓扑结构。通过加入隔离型双向全桥(DualActiveBridge,DAB)DC/DC变换器,给电池组单元以及高压电网之间提供了可靠的电气隔离,而且DAB变换器的使用也增强了整个装置对各电池组的适应和调节能力。这种基于CHB结构的储能系统,需要对各电池组的荷电状态(State ...
【技术保护点】
一种适用于组合级联式电池储能变换器的相内功率分配控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1,各H桥单元实时功率计算;步骤2,各H桥单元功率参考值的计算;步骤3,基于步骤1和步骤2得到的功率值,计算每一相中前n‑1个H桥单元的功率误差Δpi,其中每相有n个单元,i代表第i个单元;步骤4,在每个控制周期内,将功率误差的绝对值|Δpi|按从大到小的顺序排列。根据排序结果,将功率误差重新按从大到小的顺序编号;步骤5,计算需要变换器补偿的输出电压误差Δv;步骤6,基于步骤5中的电压误差Δv计算开关动作行为。
【技术特征摘要】
1.一种适用于组合级联式电池储能变换器的相内功率分配控制方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤1,各H桥单元实时功率计算;步骤2,各H桥单元功率参考值的计算;步骤3,基于步骤1和步骤2得到的功率值,计算每一相中前n-1个H桥单元的功率误差Δpi,其中每相有n个单元,i代表第i个单元;步骤4,在每个控制周期内,将功率误差的绝对值|Δpi|按从大到小的顺序排列。根据排序结果,将功率误差重新按从大到小的顺序编号;步骤5,计算需要变换器补偿的输出电压误差Δv;步骤6,基于步骤5中的电压误差Δv计算开关动作行为。2.根据权利要求1所述的单元实时功率计算方法,其特征在于:对应每一个H桥变换器单元,都要在数字芯片中,如FPGA,开辟N个存储单元所构成的队列;其中,对于第i个H桥单元,在每个控制周期Ts内,按式(1)计算该控制周期内最新的平均功率pave,i(k):其中,Vdc为个H桥单元直流侧电压,Ts为控制周期,N为存储队列的数据量,is(k)为级联H桥在当前周期内的交流侧负载电流,pave,i(k)为第i个H桥单元在当前周期内的平均功率pave,i(k),si为第i个H桥单元的开关状态;按式(2)更新第i个H桥单元在半个工频周期内的平均功率pave,i:pave,i=pave,i+pave,i(k)-pave,i(k-N+1)(2)其中,pave,i(k-N+1)表示之前第k-N+1个控制周期内的平均功率;按以下原则来更新存储队列中的值,先将队列里面的N个值都往左侧移动一格,覆盖原先单元内的值。然后将式(2)计算的最新值pave,i(k)放入右侧第一个单元格,即k所对应的单元格;在每个控制周期Ts内,都需执行以上所有步骤,实现对各个H桥单元在半个工频周期内平均功率的实时更新和计算。3.根据权利要求1所述的功率参考值的计算方法,其特征在于:基于步骤1已经计算得到的各个H桥单元的实时平均功率pave,i,将每相各H单元的pave,i加起来,就可以得到该相实时总功率,p∑=pave,1+pave,2+...+pave,n(3)给定第i个H单元的功率分配系数ki,并得到该单元的功率参考值pref,i:pref,i=kip∑(4)对于每相n个H桥级联单元,功率分配系数应该满足条件k1+k2+…+kn-1+kn=1。4.根据权利要求1所述的每一相前n-1个H桥单元的功率误差的计算方法,其特征在于:基于步骤1和步骤2得到的功率值有:Δpi=pref,i-pave,i,i=0,1,……,n-1(5)。.5.根据权利要求1所述的排序方法,其特征在于:在每个控制周期内,将功率误差的绝对值|Δpi|按从大到小的顺序排列,根据排序结果,将功率误...
【专利技术属性】
技术研发人员:梅东升,吴俊勇,郭明星,张巨瑞,郝亮亮,熊飞,杨海龙,冯宝泉,陈瑞军,刘自程,李骏驰,安克,
申请(专利权)人:北京能源集团有限责任公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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