储能系统及其零序电压相间技术方案

本发明专利技术属于储能系统技术领域，具体涉及一种储能系统及其零序电压相间

【技术实现步骤摘要】
储能系统及其零序电压相间SOC均衡控制装置及方法


[0001]本专利技术属于储能系统
，具体涉及一种储能系统及其零序电压相间
SOC
均衡控制装置及方法
。

技术介绍

[0002]随着智能电网的发展，储能技术由于可解决可再生能源发电的间歇性和波动性等问题成为发展过程中的重要环节
。
其中，电池储能系统因其功率密度高
、
响应速度快
、
占地面积小
、
对安装地点无特殊要求等优点而发展迅速
。
[0003]目前，大多数电池储能系统都是基于低压电网设计的，尤其是针对低功率储能系统
。
对于大功率应用，其中
DC/AC
单级结构
、DC/DC+DC/AC
双极结构两类储能变流器需要大容量工频变压器隔断升压后接入中高压电网
。
而
H
桥级联的储能变流器系统容量大，不包含汇流柜和工频变压器等一次设备，系统损耗及成本少，冗余性好，被广泛应用于储能变换系统
。
其电池组可以分散在级联
H
桥的各个模块的直流侧，因而电池模块可以是低压模块，从而使得当前的电池技术能够满足高压大容量电池储能变换系统的需求
。
然而，模块的不一致性以及电网电压的不平衡会导致相间荷电状态
(state of charge,SOC)
发生不均衡现象
。
从而严重影响系统的充放电容量，降低了经济效益
。
[0004]相间
SOC
均衡策略包括硬件
SOC
策略和软件策略，硬件策略通过附加均衡电路来均衡相间
SOC
，不仅增加了系统的成本，同时使系统更加复杂，目前使用较少
。
软件策略通过注入负序电流的方法实现相间
SOC
均衡，虽然不增加系统成本，但注入负序电流会对电网造成不良影响
。
而现有的零序电压注入相间
SOC
均衡策略则相对复杂，计算量大，不便于软件实现
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种储能系统及其零序电压相间
SOC
均衡控制装置及方法，解决现有的零序电压注入相间
SOC
均衡策略复杂，计算量大的问题
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种储能系统零序电压相间
SOC
均衡控制方法，储能系统为高压储能系统，首先比较储能系统三相
SOC
偏差值，确定偏差最大项，当偏差最大项的偏差值的绝对值小于等于设定死区值时，设置零序电压的控制量为0；当偏差最大项的偏差值的绝对值大于设定死区值时，根据偏差的不同情况，设定零序电压的相位；根据相位和设定的零序电压的幅值，得到零序电压的控制量；将零序电压控制量与得到的正
、
负序控制量相加得到储能系统中变流器的调制波，以对三相
SOC
进行调整，实现储能系统的
SOC
均衡
。
[0007]上述技术方案的有益效果为：本专利技术发现在高压储能系统出现相间
SOC
不均衡问题时，可以通过设定零序电压的相位和电压幅值来调整三相入网电流与零序电压产生的相间功率交互量从而实现相间
SOC
均衡，因此，本专利技术根据三相
SOC
偏差不同情况来设置对应零序电压的相位，进而根据相位和设定的电压幅值得到零序电压的控制量，与得到的正
、
负
序控制量相加得到储能系统中变流器的调制波，相比于现有技术计算量小，策略方法简单，逻辑清晰
、
易于实现
。
[0008]该方法通过比较三相
SOC
差值获得偏差最大项，当偏差最大项的偏差值的绝对值小于等于设定的死区值，设置零序电压的控制量为0，当大于设定的死区值，根据三相
SOC
偏差不同情况来设置对应零序电压的相位
。
根据相位和设定的零序电压的幅值，得到零序电压的控制量，与得到的正
、
负序控制量相加得到储能系统中变流器的调制波，以对三相
SOC
进行调整，实现储能系统的
SOC
均衡
。
[0009]上述技术方案根据偏差值最大项不同情况设定相位角
。
设定电压幅值，相比于现有技术计算量小，策略方法简单，逻辑清晰
、
易于实现
。
[0010]进一步地，步骤
1)
的根据偏差的不同情况，设定零序电压的相位为：
[0011]若
A
相
SOC
偏差为正值且
A
相
SOC
偏差绝对值最大，对应零序电压相位设定为0；
[0012]若
A
相
SOC
偏差为负值且
A
相
SOC
偏差绝对值最大，对应零序电压相位设定为
π
；
[0013]若
B
相
SOC
偏差为正值且
B
相
SOC
偏差绝对值最大，对应零序电压相位设定为
‑2π
/3
；
[0014]若
B
相
SOC
偏差为负值且
B
相
SOC
偏差绝对值最大，对应零序电压相位设定为
π
/3
；
[0015]若
C
相
SOC
偏差为正值且
C
相
SOC
偏差绝对值最大，对应零序电压相位设定为2π
/3
；
[0016]若
C
相
SOC
偏差为负值且
C
相
SOC
偏差绝对值最大，对应零序电压相位设定为
‑
π
/3。
[0017]上述技术方案的有益效果为：此处根据偏差不同情况可精准得到初相位的设定值，有明确的对应关系，方法简单，逻辑清晰，计算量小，易于实现
。
[0018]进一步地，按照如下方法计算得到步骤
1)
中三相
SOC
偏差值：获取储能变流器每相
SOC
值并计算所有相
SOC
值的均值，将每相
SOC
值分别与所述均值的偏差值作为相应相
SOC
偏差值；相应的偏差最大项为三相
SOC
偏差值的绝对值最大的一项
。
[0019]上述技术方案的有益效果为：精准的获取到偏差最大项，计算方法简单
。
[0020]进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种储能系统零序电压相间
SOC
均衡控制方法，储能系统为高压储能系统，其特征在于：包括如下步骤：
1)
比较储能系统三相
SOC
偏差值，确定偏差最大项；
2)
当偏差最大项的偏差值的绝对值小于等于设定死区值时，设置零序电压的控制量为0；当偏差最大项的偏差值的绝对值大于设定死区值时，根据偏差的不同情况，设定零序电压的相位；根据相位和设定的零序电压的幅值，得到零序电压的控制量；
3)
将零序电压控制量与得到的正
、
负序控制量相加得到储能系统中变流器的调制波，以对三相
SOC
进行调整，实现储能系统的
SOC
均衡
。2.
根据权利要求1所述的储能系统零序电压相间
SOC
均衡控制方法，其特征在于：步骤
2)
中根据三相
SOC
偏差的不同情况，设定零序电压的相位分别为：若
A
相
SOC
偏差为正值且
A
相
SOC
偏差绝对值最大，对应零序电压相位设定为0；若
A
相
SOC
偏差为负值且
A
相
SOC
偏差绝对值最大，对应零序电压相位设定为
π
；若
B
相
SOC
偏差为正值且
B
相
SOC
偏差绝对值最大，对应零序电压相位设定为
‑2π
/3
；若
B
相
SOC
偏差为负值且
B
相
SOC
偏差绝对值最大，对应零序电压相位设定为
π
/3
；若
C
相

【专利技术属性】
技术研发人员：高志军，刘刚，孙健，左广杰，王青龙，许明阳，王晓丽，裴杰才，蒋晶，刘道欣，辛攀，荆方杰，刘永成，姜鹏，刘春涛，
申请(专利权)人：河南许继电力电子有限公司，
类型：发明
国别省市：