一种基于储能逆变器的能量管理方法、装置以及系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种基于储能逆变器的能量管理方法、装置及系统，首先获取电网的当前频率以及储能电池的当前荷电状态。然后根据所述电网的当前频率，计算得到储能逆变器的调频功率，以及，根据所述储能电池的当前荷电状态，计算得到储能电池的调节功率。并基于所述储能逆变器的调频功率以及所述储能电池的调节功率，确定出所述储能逆变器的功率指令。然后根据所述储能逆变器的功率指令以及预设公式，确定出驱动所述储能逆变器中功率开关管的目标驱动开关信号。可见，本方案考虑了电网一次调频需求，又结合了储能SOC的控制需求，进而提高能量转化效率。

Energy management method, device and system based on energy storage inverter

The present invention provides an energy management method, a device and a system based on a energy storage inverter, which first obtains the current frequency of the power grid and the current state of charge of the energy storage battery. According to the current frequency of the power grid, the frequency modulation power of the energy storage inverter is calculated, and the regulating power of the energy storage battery is calculated according to the current state of charge of the energy storage battery. Based on the frequency modulation power of the energy storage inverter and the regulated power of the energy storage battery, the power instruction of the energy storage inverter is determined. Then, according to the power instruction of the energy storage inverter and the preset formula, the target driven switch signal of the power switch tube in the energy storage inverter is determined. It can be seen that the scheme considers the primary frequency modulation requirements of power grid, and combines the control requirements of energy storage SOC, thereby improving the energy conversion efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于储能逆变器的能量管理方法、装置以及系统
本专利技术涉及新能源发电
，具体涉及一种基于储能逆变器的能量管理方法、装置及系统。
技术介绍
随着新能源的快速发展，光伏发电在电力发电系统中的占比也越来越高。然而，由于新能源的随机性和波动性等固有特征，会影响电力发电系统的稳定性。为了降低新能源发电对电力发电系统的稳定性影响，通常采用储能电池对电能进行缓冲，然后通过逆变器并入电网。然而，专利技术人发现，储能电池的存储容量固定，而电网频率变化又具有一定的随机性，因此，如何提供一种基于储能逆变器的能量管理方法，以使新能源发电既能满足电网侧的调频需求，又能满足储能电池的荷电状态SOC的控制需求，是本领域技术人员亟待解决的一大技术难题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种基于储能逆变器的能量管理方法、装置及系统，在储能逆变器参与电网调频时管理储能电池的荷电状态，以使新能源发电既能满足电网侧的调频需求，又能满足储能电池的荷电状态SOC的控制需求。为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种基于储能逆变器的能量管理方法，包括：获取电网的当前频率以及储能电池的当前荷电状态；根据所述电网的当前频率，计算得到储能逆变器的调频功率；根据所述储能电池的当前荷电状态，计算得到储能电池的调节功率；基于所述储能逆变器的调频功率以及所述储能电池的调节功率，确定出所述储能逆变器的功率指令；根据所述储能逆变器的功率指令以及预设公式，确定出驱动所述储能逆变器中功率开关管的目标驱动开关信号。可选的，所述获取电网的当前频率，包括：获取所述储能逆变器的三相交流电网线电压；基于预设锁相环，计算得到所述电网的当前频率。可选的，所述获取储能电池的当前荷电状态，包括：获取所述储能逆变器的直流电压以及直流电流；根据公式计算得到所述储能电池的当前核电状态，其中，soc为储能电池的当前荷电状态，soc0为所述储能电池初始荷电状态，Qb为所述储能电池的最大可用容量，Idc为储能逆变器的直流电流，Udc为储能逆变器的直流电压。可选的，所述根据所述电网的当前频率，计算得到所述储能逆变器的调频功率，包括：根据公式计算得到所述储能逆变器的调频功率，其中，Pf为所述储能逆变器的调频功率，kf为调频系数，f0为电网额定频率，f为所述电网的当前频率，fdb_high为电网频率的死区范围上限值，fdb_low为电网频率的死区范围下限值。可选的，所述根据所述储能电池的当前荷电状态，计算得到储能电池的调节功率，包括：根据公式Psoc＝ksoc(soc-socref)，计算得到所述储能电池的调节功率，其中，Psoc为储能电池的调节功率，ksoc为调频系数，soc为储能电池的当前荷电状态，socref为储能荷电状态的理想值，所述理想值为储能电池的储能容量为最大可用容量的一半时对应的SOC数值。可选的，所述基于所述储能逆变器的调频功率以及所述储能电池的调节功率，确定出所述储能逆变器的功率指令，包括：基于所述储能逆变器的调频功率以及所述储能电池的当前荷电状态，确定调频功率修正系数；根据所述调频功率修正系数、所述储能电池的调节功率以及所述储能逆变器的调频功率，确定所述储能逆变器的功率指令。可选的，所述根据所述储能逆变器的功率指令以及预设公式，确定出驱动所述储能逆变器中功率开关管的目标驱动开关信号，包括：根据所述储能逆变器的功率指令，计算得到储能逆变器的三相电流指令；获取所述储能逆变器的三相输出电流；基于所述三相电流指令以及所述三相输出电流，确定出储能逆变器的调制信号；基于所述储能逆变器的调制信号，确定出所述目标驱动开关信号。可选的，所述根据所述储能逆变器的功率指令，计算得到储能逆变器的三相电流指令，包括：根据公式计算得到所述储能逆变器的三相电流指令，其中，iaref、ibref以及icref为储能逆变器的三相电流指令，Pref为储能逆变器的功率指令，Vm为电网线电压幅值，f为所述电网的当前频率，ωg为线电压Uab相角。可选的，所述基于所述三相电流指令以及所述三相输出电流，确定出储能逆变器的调制信号，包括：计算所述三相电流指令以及所述三相输出电流的差值；根据所述差值以及公式计算的到所述储能逆变器的调制信号，其中，Gpr(S)为所述储能逆变器的调制信号，kpr_p为调节器比例系数，kpr_r为调节器谐振系数，ωc为转折频率，ωn为谐振频率，s为所述三相电流指令以及所述三相输出电流的差值。一种基于储能逆变器的能量管理装置，包括：第一获取模块，用于获取电网的当前频率以及储能电池的当前荷电状态；第一计算模块，用于根据所述电网的当前频率，计算得到储能逆变器的调频功率；第二计算模块，用于根据所述储能电池的当前荷电状态，计算得到储能电池的调节功率；第一确定模块，用于基于所述储能逆变器的调频功率以及所述储能电池的调节功率，确定出所述储能逆变器的功率指令；第二确定模块，用于根据所述储能逆变器的功率指令以及预设公式，确定出驱动所述储能逆变器中功率开关管的目标驱动开关信号。一种基于储能逆变器的能量管理系统，包括上述的基于储能逆变器的能量管理装置。基于上述技术方案，本专利技术实施例提供了一种基于储能逆变器的能量管理方法，首先获取电网的当前频率以及储能电池的当前荷电状态。然后根据所述电网的当前频率，计算得到储能逆变器的调频功率，以及，根据所述储能电池的当前荷电状态，计算得到储能电池的调节功率。并基于所述储能逆变器的调频功率以及所述储能电池的调节功率，确定出所述储能逆变器的功率指令。然后根据所述储能逆变器的功率指令以及预设公式，确定出驱动所述储能逆变器中功率开关管的目标驱动开关信号。可见，本方案考虑了电网一次调频需求，又结合了储能SOC的控制需求，进而提高能量转化效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种基于储能逆变器的能量管理方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种基于储能逆变器的能量管理方法的又一流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种锁相环的原理示意图；图4为采用本专利技术实施例提供的一种基于储能逆变器的能量管理方法的系统硬件结构的示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种基于储能逆变器的能量管理装置的结构示意图。具体实施方式请参阅图1，图1为本专利技术实施例提供的一种基于储能逆变器的能量管理方法的流程示意图，包括步骤：S11、获取电网的当前频率以及储能电池的当前荷电状态。具体的，获取电网的当前频率可以通过如下步骤实现：获取所述储能逆变器的三相交流电网线电压；基于预设锁相环，计算得到所述电网的当前频率。示意性的，采集逆变器出口处的三相交流电网线电压Uab，Ubc，Uca，通过锁相环计算得到电网当前频率f。其中，如图2所示，锁相环的计算方法为：将线电压通过旋转坐标系变换得到其在两相旋转坐标系下的电压Ud和Uq，再将Uq经过比例积分(PI)调节器放大并叠加工频f0后得到旋转坐标系计算频率fc。需要说明的是，当Uq为零时，计算频率fc等于电网频率f。而，获取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于储能逆变器的能量管理方法，其特征在于，包括：获取电网的当前频率以及储能电池的当前荷电状态；根据所述电网的当前频率，计算得到储能逆变器的调频功率；根据所述储能电池的当前荷电状态，计算得到储能电池的调节功率；基于所述储能逆变器的调频功率以及所述储能电池的调节功率，确定出所述储能逆变器的功率指令；根据所述储能逆变器的功率指令以及预设公式，确定出驱动所述储能逆变器中功率开关管的目标驱动开关信号。

【技术特征摘要】
1.一种基于储能逆变器的能量管理方法，其特征在于，包括：获取电网的当前频率以及储能电池的当前荷电状态；根据所述电网的当前频率，计算得到储能逆变器的调频功率；根据所述储能电池的当前荷电状态，计算得到储能电池的调节功率；基于所述储能逆变器的调频功率以及所述储能电池的调节功率，确定出所述储能逆变器的功率指令；根据所述储能逆变器的功率指令以及预设公式，确定出驱动所述储能逆变器中功率开关管的目标驱动开关信号。2.根据权利要求1所述的基于储能逆变器的能量管理方法，其特征在于，所述获取电网的当前频率，包括：获取所述储能逆变器的三相交流电网线电压；基于预设锁相环，计算得到所述电网的当前频率。3.根据权利要求1所述的基于储能逆变器的能量管理方法，其特征在于，所述获取储能电池的当前荷电状态，包括：获取所述储能逆变器的直流电压以及直流电流；根据公式计算得到所述储能电池的当前核电状态，其中，soc为储能电池的当前荷电状态，soc0为所述储能电池初始荷电状态，Qb为所述储能电池的最大可用容量，Idc为储能逆变器的直流电流，Udc为储能逆变器的直流电压。4.根据权利要求1所述的基于储能逆变器的能量管理方法，其特征在于，所述根据所述电网的当前频率，计算得到所述储能逆变器的调频功率，包括：根据公式计算得到所述储能逆变器的调频功率，其中，Pf为所述储能逆变器的调频功率，kf为调频系数，f0为电网额定频率，f为所述电网的当前频率，fdb_high为电网频率的死区范围上限值，fdb_low为电网频率的死区范围下限值。5.根据权利要求1所述的基于储能逆变器的能量管理方法，其特征在于，所述根据所述储能电池的当前荷电状态，计算得到储能电池的调节功率，包括：根据公式Psoc＝ksoc(soc-socref)，计算得到所述储能电池的调节功率，其中，Psoc为储能电池的调节功率，ksoc为调频系数，soc为储能电池的当前荷电状态，socref为储能荷电状态的理想值，所述理想值为储能电池的储能容量为最大可用容量的一半时对应的SOC数值。6.根据权利要求1所述的基于储能逆变器的能量管理方法，其特征在于，所述基于所述储能逆变器的调频功率以及所述储能电池的调节功率，确定出所述储能逆变器的功率指令，包括：基于所述储能逆变器的调频功率以及所述储能电池的当...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡超，蔡壮，曹伟，余勇，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34