【技术实现步骤摘要】
电池储能系统及其控制方法和装置、储能型UPS系统及中央控制器
[0001]本专利技术涉及储能系统及其控制
，具体涉及一种电池储能系统及其控制方法和装置、储能型UPS系统及中央控制器。
技术介绍
[0002]随着芯片半导体、数据中心、智能制造行业等对供电稳定性要求高的应用场景不断增多，不间断电源(Uninterruptible Power System，UPS)的市场体量也相应扩大。储能型UPS系统在保障用电设施稳定供电的前提下，还可以并网供电参与电网削峰填谷，降低储能型UPS系统成本、优化储能型UPS系统配置，使其具有巨大的市场潜力。作为储能型UPS系统的核心装置电池储能系统，如何有效兼顾系统效率、稳定性与能量均衡控制，是储能型UPS系统面临的主要技术问题。
技术实现思路
[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种电池储能系统及其控制方法和装置、储能型UPS系统及中央控制器，能够有效兼顾系统效率、稳定性与能量均衡控制，保证系统高效、可靠、稳定运行。
[0004]依据本专利技术的第一方面，提供了一种电池储能系统，包括：N个DC/AC模组，N个储能电池簇，一中央控制器和一移相变压器，N≥2；
[0005]每个所述DC/AC模组的直流侧接一个所述储能电池簇，N个所述DC/AC模组的交流侧输出通过所述移相变压器接入电网；
[0006]所述中央控制器电气连接每个所述DC/AC模组，用于获取N个所述DC/AC模组输出电压的调制波，对N个所述DC/AC模组分别进行调制和发波...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电池储能系统，其特征在于，包括：N个DC/AC模组，N个储能电池簇，一中央控制器和一移相变压器，N≥2；每个所述DC/AC模组的直流侧接一个所述储能电池簇，N个所述DC/AC模组的交流侧输出通过所述移相变压器接入电网；所述中央控制器电气连接每个所述DC/AC模组，用于获取N个所述DC/AC模组输出电压的调制波，对N个所述DC/AC模组分别进行调制和发波，实现N个所述DC/AC模组的统一闭环控制。2.根据权利要求1所述电池储能系统，其特征在于，N个所述DC/AC模组均为三相桥式逆变单元；所述中央控制器获取N个所述DC/AC模组三相输出电压的调制波，对N个所述DC/AC模组分别进行SVPWM调制和发波；所述移相变压器向三相电网输出三相交流电。3.一种储能型UPS系统，连接在电网的电压输入端与电压输出端之间，其特征在于，包括快速开关以及权利要求1或2所述的电池储能系统，当电网电压正常时，由电网向负载供电，所述储能型UPS系统工作在并网模式下：控制电网对所述电池储能系统进行充电，或者控制所述电池储能系统向电网进行放电；当电网电压出现暂降或者中断时，所述储能型UPS系统工作在离网模式下：控制所述快速开关将所述电池储能系统断开电网，并控制所述电池储能系统向负载供电。4.一种权利要求2所述电池储能系统的控制方法，其特征在于，所述电池储能系统应用于储能型UPS系统中，当所述储能型UPS系统工作在并网模式下时，所述方法包括：步骤101，采样三相电网电压实际值并记为U
ga
，U
gb
，U
gc
；采样所述电池储能系统三相输出电流实际值并记为I
a
，I
b
，I
c
；采样N个所述储能电池簇的直流电压实际值并记为U
dci
，i＝1,2,...N；采样N个所述储能电池簇的荷电状态并记为SOC
i
，i＝1,2,...N；步骤102，对步骤101中采样的三相电网电压实际值U
ga
，U
gb
，U
gc
进行锁相获得三相电网电压相角θ
g
、三相电网电压d轴分量U
gd
以及三相电网电压q轴分量U
gq
；步骤103，通过同步旋转坐标变换将步骤101中采样的所述电池储能系统三相输出电流实际值I
a
，I
b
，I
c
转换成旋转坐标系下所述电池储能系统三相输出电流d轴分量I
d
和所述电池储能系统三相输出电流q轴分量I
q
；步骤104，根据步骤102中得到的三相电网电压d轴分量U
gd
和三相电网电压q轴分量U
gq
，以及步骤103中得到的所述电池储能系统三相输出电流d轴分量I
d
和所述电池储能系统三相输出电流q轴分量I
q
，计算得到所述电池储能系统输出有功功率P
g
和所述电池储能系统输出无功功率Q
g
；步骤105，根据系统有功功率参考值P
ref
、系统无功功率参考值Q
ref
，以及步骤104中得到的所述电池储能系统输出有功功率P
g
和所述电池储能系统输出无功功率Q
g
，分别通过有功功率调节器和无功功率调节器，计算得到系统有功电流d轴参考值I
ref_d
和系统无功电流q轴参考值I
ref_q
；步骤106，根据步骤103中得到的所述电池储能系统三相输出电流d轴分量I
d
和所述电池储能系统三相输出电流q轴分量I
q
，以及步骤105中得到的系统有功电流d轴参考值I
ref_d
和系统无功电流q轴参考值I
ref_q
，分别通过有功电流调节器和无功电流调节器，计算得到有功
电流调节器输出U
out_d
和无功电流调节器输出U
out_q
；步骤107，根据步骤102中得到的三相电网电压d轴分量U
gd
和三相电网电压q轴分量U
gq
，以及步骤106中得到的有功电流调节器输出U
out_d
和无功电流调节器输出U
out_q
，计算得到并网模式下所述电池储能系统三相输出电压d轴分量E
gd
和所述电池储能系统三相输出电压q轴分量E
gq
；步骤108，根据步骤101中得到的N个所述储能电池簇的荷电状态SOC
i
，i＝1,2,...N，计算得到N个所述DC/AC模组三相输出电压调制波系数k
i
，i＝1,2,...N；步骤109，根据步骤102中得到的三相电网电压相角θ
g
和预先获知的所述移相变压器的N个移相角θ
pi
，i＝1,2,...N，计算出并网模式下N个所述DC/AC模组输出电压相角θ
gi
，i＝1,2,...N；步骤110，根据步骤109中得到的并网模式下N个所述DC/AC模组输出电压相角θ
gi
，i＝1,2,...N，以及步骤107中得到的并网模式下所述电池储能系统三相输出电压d轴分量E
gd
和所述电池储能系统三相输出电压q轴分量E
gq
，计算得到N个所述DC/AC模组三相输出电压U
ai
，U
bi
，U
ci
，i＝1,2,...N；步骤111，根据步骤101中得到的N个所述储能电池簇的直流电压实际值U
dci
，i＝1,2,...N，步骤108中得到的N个所述DC/AC模组三相输出电压调制波系数k
i
，i＝1,2,...N，以及步骤110中得到的N个所述DC/AC模组三相输出电压U
ai
，U
bi
，U
ci
，i＝1,2,...N，计算得到N个所述DC/AC模组三相输出电压调制波U
mai
，U
mbi
，U
mci
，i＝1,2,...N；步骤112，根据步骤111中得到的N个所述DC/AC模组三相输出电压调制波U
mai
，U
mbi
，U
mci
，i＝1,2,...N，对N个所述DC/AC模组进行对应的SVPWM调制和发波，实现N个所述DC/AC模组的统一闭环控制。5.根据权利要求4所述方法，其特征在于，步骤109在根据步骤102中得到的三相电网电压相角θ
g
和预先获知的所述移相变压器的N个移相角θ
pi
，i＝1,2,...N，计算出并网模式下N个所述DC/AC模组输出电压相角θ
gi
，i＝1,2,...N，所采用的计算式为：θ
gi
＝θ
g
+θ
pi
,i＝1,2,...N。6.一种权利要求2所述电池储能系统的控制装置，其特征在于，所述电池储能系统应用于储能型UPS系统中，在所述储能型UPS系统工作在并网模式下时，所述装置包括：并网采样模块，用于采样三相电网电压实际值并记为U
ga
，U
gb
，U
gc
；采样所述电池储能系统三相输出电流实际值并记为I
a
，I
b
，I
c
；采样N个所述储能电池簇的直流电压实际值并记为U
dci
，i＝1,2,...N；采样N个所述储能电池簇的荷电状态并记为SOC
i
，i＝1,2,...N；锁相模块，用于对采样的三相电网电压实际值U
ga
，U
gb
，U
gc
进行锁相获得三相电网电压相角θ
g
、三相电网电压d轴分量U
gd
以及三相电网电压q轴分量U
gq
；旋转变换模块，用于通过同步旋转坐标变换将采样的所述电池储能系统三相输出电流实际值I
a
，I
b
，I
c
转换成旋转坐标系下所述电池储能系统三相输出电流d轴分量I
d
和所述电池储能系统三相输出电流q轴分量I
q
；功率计算模块，用于根据三相电网电压d轴分量U
gd
和三相电网电压q轴分量U
gq
，以及所述电池储能系统三相输出电流d轴分量I
d
和所述电池储能系统三相输出电流q轴分量I
q
，计算得到所述电池储能系统输出有功功率P
g
和所述电池储能系统输出无功功率Q
g
；功率调节模块，用于根据系统有功功率参考值P
ref
、系统无功功率参考值Q
ref
，以及所述
电池储能系统输出有功功率P
g
和所述电池储能系统输出无功功率Q
g
，分别通过有功功率调节器和无功功率调节器，计算得到系统有功电流d轴参考值I
ref_d
和系统无功电流q轴参考值I
ref_q
；并网电流调节模块，用于根据所述电池储能系统三相输出电流d轴分量I
d
和所述电池储能系统三相输出电流q轴分量I
q
，以及系统有功电流d轴参考值I
ref_d
和系统无功电流q轴参考值I
ref_q
，分别通过有功电流调节器和无功电流调节器，计算得到有功电流调节器输出U
out_d
和无功电流调节器输出U
out_q
；并网输出电压计算模块，用于根据三相电网电压d轴分量U
gd
和三相电网电压q轴分量U
gq
，以及有功电流调节器输出U
out_d
和无功电流调节器输出U
out_q
，计算得到并网模式下所述电池储能系统三相输出电压d轴分量E
gd
和所述电池储能系统三相输出电压q轴分量E
gq
；并网SOC均衡模块，用于根据N个所述储能电池簇的荷电状态SOC
i
，i＝1,2,...N，计算得到N个所述DC/AC模组三相输出电压调制波系数k
i
，i＝1,2,...N；并网移相模块，用于根据三相电网电压相角θ
g
和预先获知的所述移相变压器的N个移相角θ
pi
，i＝1,2,...N，采用计算式：θ
gi
＝θ
g
+θ
pi
,i＝1,2,...N，计算出并网模式下N个所述DC/AC模组输出电压相角θ
gi
，i＝1,2,...N；并网模组电压计算模块，用于根据并网模式下N个所述DC/AC模组输出电压相角θ
gi
，i＝1,2,...N，并网模式下所述电池储能系统三相输出电压d轴分量E
gd
和所述电池储能系统三相输出电压q轴分量E
gq
，计算得到N个所述DC/AC模组三相输出电压U
ai
，U
bi
，U
ci
，i＝1,2,...N；并网调制波计算模块，用于根据N个所述储能电池簇的直流电压实际值U
dci
，i＝1,2,...N，N个所述DC/AC模组三相输出电压调制波系数k
i
，i＝1,2,...N，N个所述DC/AC模组...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛旺，孙开发，姜新宇，高帅，涂少煌，
申请(专利权)人：广州智光电气技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。