级联H桥电池储能系统的控制方法与流程

    专利查询2025-12-20  7


    本技术涉及电力,特别是涉及一种级联h桥电池储能系统的控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。


    背景技术:

    1、随着新能源技术的发展,电池储能系统在电力系统中的应用日益广泛。其中,级联h桥电池储能系统因其模块化设计和灵活控制的优势,成为了重要的电池储能系统。如何高效地控制级联h桥电池储能系统,成为了重要的研究方向。

    2、传统技术通常是通过人工的功率控制方式,进行级联h桥电池储能系统的控制;但是,通过该方式进行控制需要耗费较多的时间来平衡各电池簇的能量状态,导致级联h桥电池储能系统的控制效率较低。


    技术实现思路

    1、基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高级联h桥电池储能系统的控制效率的级联h桥电池储能系统的控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

    2、第一方面,本技术提供了一种级联h桥电池储能系统的控制方法。所述方法包括:

    3、采集级联h桥电池储能系统中每相电池簇的能量状态;

    4、根据所述每相电池簇的能量状态的平均值,计算所述每相电池簇的能量状态与所述平均值的差值;

    5、根据所述差值,计算所述级联h桥电池储能系统中的各h桥功率变换模块的补偿调制波;

    6、采集所述级联h桥电池储能系统与电网之间传输的有功功率和无功功率;

    7、根据所述有功功率、所述无功功率和虚拟同步机控制信息,计算与所述虚拟同步机控制信息关联的虚拟内电势的相位角和幅值;

    8、根据所述相位角、所述幅值和预设的电压电流双闭环控制信息,计算三相调制电压;

    9、根据所述三相调制电压,计算所述各h桥功率变换模块的调制波;

    10、将所述调制波与所述补偿调制波相加后经载波移相调制,得到驱动信号,并利用所述驱动信号驱动所述各h桥功率变换模块。

    11、在其中一个实施例中,所述根据所述差值,计算所述级联h桥电池储能系统中的各h桥功率变换模块的补偿调制波,包括:

    12、确定所述每相电池簇的能量状态和所述平均值之间的最大偏差差值;

    13、根据所述最大偏差差值,确定补偿系数;

    14、根据所述补偿系数和所述差值,计算所述各h桥功率变换模块的第一补偿调制波分量;

    15、计算所述每相电池簇在控制周期内的荷电状态初末差值;

    16、根据所述荷电状态初末差值,计算所述各h桥功率变换模块的第二补偿调制波分量;

    17、将所述第一补偿调制波分量与所述第二补偿调制波分量相加,得到所述各h桥功率变换模块的补偿调制波。

    18、在其中一个实施例中,所述采集所述级联h桥电池储能系统与电网之间传输的有功功率和无功功率,包括:

    19、采集公共耦合点的三相相电压和三相相电流;

    20、根据所述三相相电压和所述三相相电流,计算旋转坐标系下的电压电流分量;

    21、根据所述电压电流分量,计算所述有功功率和所述无功功率。

    22、在其中一个实施例中,所述根据所述有功功率、所述无功功率和虚拟同步机控制信息,计算与所述虚拟同步机控制信息关联的虚拟内电势的相位角和幅值,包括:

    23、获取有功功率参考值和无功功率参考值;

    24、根据所述有功功率参考值和所述有功功率,计算有功功率偏差,并根据所述无功功率参考值和所述无功功率,计算无功功率偏差;

    25、根据所述有功功率偏差、所述无功功率偏差和所述虚拟同步机控制信息,计算所述相位角和所述幅值。

    26、在其中一个实施例中,所述根据所述相位角、所述幅值和预设的电压电流双闭环控制信息,计算三相调制电压,包括:

    27、根据所述相位角、所述幅值和所述电压电流双闭环控制信息,计算旋转坐标系下调制电压的两个轴分量;

    28、根据所述两个轴分量,计算所述三相调制电压。

    29、在其中一个实施例中,在将所述调制波与所述补偿调制波相加后经载波移相调制,得到驱动信号,并利用所述驱动信号驱动所述各h桥功率变换模块之后,还包括:

    30、监测所述各h桥功率变换模块的传输功率以及所述载波移相的调制比;

    31、控制所述传输功率满足预设的传输功率约束条件,并控制所述调制比满足预设的调制比约束条件。

    32、第二方面,本技术还提供了一种级联h桥电池储能系统的控制装置。所述装置包括:

    33、状态采集模块,用于采集级联h桥电池储能系统中每相电池簇的能量状态;

    34、第一计算模块,用于根据所述每相电池簇的能量状态的平均值,计算所述每相电池簇的能量状态与所述平均值的差值;

    35、第二计算模块,用于根据所述差值,计算所述级联h桥电池储能系统中的各h桥功率变换模块的补偿调制波;

    36、功率采集模块,用于采集所述级联h桥电池储能系统与电网之间传输的有功功率和无功功率;

    37、第三计算模块,用于根据所述有功功率、所述无功功率和虚拟同步机控制信息,计算与所述虚拟同步机控制信息关联的虚拟内电势的相位角和幅值;

    38、第四计算模块,用于根据所述相位角、所述幅值和预设的电压电流双闭环控制信息,计算三相调制电压;

    39、第五计算模块,用于根据所述三相调制电压,计算所述各h桥功率变换模块的调制波;

    40、信号驱动模块,用于将所述调制波与所述补偿调制波相加后经载波移相调制,得到驱动信号,并利用所述驱动信号驱动所述各h桥功率变换模块。

    41、第三方面,本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:

    42、采集级联h桥电池储能系统中每相电池簇的能量状态;

    43、根据所述每相电池簇的能量状态的平均值,计算所述每相电池簇的能量状态与所述平均值的差值;

    44、根据所述差值,计算所述级联h桥电池储能系统中的各h桥功率变换模块的补偿调制波;

    45、采集所述级联h桥电池储能系统与电网之间传输的有功功率和无功功率;

    46、根据所述有功功率、所述无功功率和虚拟同步机控制信息,计算与所述虚拟同步机控制信息关联的虚拟内电势的相位角和幅值;

    47、根据所述相位角、所述幅值和预设的电压电流双闭环控制信息,计算三相调制电压;

    48、根据所述三相调制电压,计算所述各h桥功率变换模块的调制波;

    49、将所述调制波与所述补偿调制波相加后经载波移相调制,得到驱动信号,并利用所述驱动信号驱动所述各h桥功率变换模块。

    50、第四方面,本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

    51、采集级联h桥电池储能系统中每相电池簇的能量状态;

    52、根据所述每相电池簇的能量状态的平均值,计算所述每相电池簇的能量状态与所述平均值的差值;

    53、根据所述差值,计算所述级联h桥电池储能系统中的各h桥功率变换模块的补偿调制波;

    54、采集所述级联h桥电池储能系统与电网之间传输的有功功率和无功功率;

    55、根据所述有功功率、所述无功功率和虚拟同步机控制信息,计算与所述虚拟同步机控制信息关联的虚拟内电势的相位角和幅值;

    56、根据所述相位角、所述幅值和预设的电压电流双闭环控制信息,计算三相调制电压;

    57、根据所述三相调制电压,计算所述各h桥功率变换模块的调制波;

    58、将所述调制波与所述补偿调制波相加后经载波移相调制,得到驱动信号,并利用所述驱动信号驱动所述各h桥功率变换模块。

    59、第五方面,本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

    60、采集级联h桥电池储能系统中每相电池簇的能量状态;

    61、根据所述每相电池簇的能量状态的平均值,计算所述每相电池簇的能量状态与所述平均值的差值;

    62、根据所述差值,计算所述级联h桥电池储能系统中的各h桥功率变换模块的补偿调制波;

    63、采集所述级联h桥电池储能系统与电网之间传输的有功功率和无功功率;

    64、根据所述有功功率、所述无功功率和虚拟同步机控制信息,计算与所述虚拟同步机控制信息关联的虚拟内电势的相位角和幅值;

    65、根据所述相位角、所述幅值和预设的电压电流双闭环控制信息,计算三相调制电压;

    66、根据所述三相调制电压,计算所述各h桥功率变换模块的调制波;

    67、将所述调制波与所述补偿调制波相加后经载波移相调制,得到驱动信号,并利用所述驱动信号驱动所述各h桥功率变换模块。

    68、上述级联h桥电池储能系统的控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品,采集级联h桥电池储能系统中每相电池簇的能量状态;根据所述每相电池簇的能量状态的平均值,计算所述每相电池簇的能量状态与所述平均值的差值;根据所述差值,计算所述级联h桥电池储能系统中的各h桥功率变换模块的补偿调制波;采集所述级联h桥电池储能系统与电网之间传输的有功功率和无功功率;根据所述有功功率、所述无功功率和虚拟同步机控制信息,计算与所述虚拟同步机控制信息关联的虚拟内电势的相位角和幅值;根据所述相位角、所述幅值和预设的电压电流双闭环控制信息,计算三相调制电压;根据所述三相调制电压,计算所述各h桥功率变换模块的调制波;将所述调制波与所述补偿调制波相加后经载波移相调制,得到驱动信号,并利用所述驱动信号驱动所述各h桥功率变换模块。该方案通过采集电池簇能量状态并计算补偿调制波,结合虚拟同步机控制和电压电流双闭环控制,实现了电池能量状态的动态均衡,有利于提高电池利用率和系统稳定性,同时增强了电池储能系统对电网的有功功率支撑能力,从而有利于提升级联h桥电池储能系统的控制效率和整体性能。


    技术特征:

    1.一种级联h桥电池储能系统的控制方法,其特征在于,所述方法包括:

    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述差值,计算所述级联h桥电池储能系统中的各h桥功率变换模块的补偿调制波,包括:

    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述采集所述级联h桥电池储能系统与电网之间传输的有功功率和无功功率,包括:

    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述有功功率、所述无功功率和虚拟同步机控制信息,计算与所述虚拟同步机控制信息关联的虚拟内电势的相位角和幅值,包括:

    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述相位角、所述幅值和预设的电压电流双闭环控制信息,计算三相调制电压,包括:

    6.根据权利要求1至5任一项所述的方法,其特征在于,在将所述调制波与所述补偿调制波相加后经载波移相调制,得到驱动信号,并利用所述驱动信号驱动所述各h桥功率变换模块之后,还包括:

    7.一种级联h桥电池储能系统的控制装置,其特征在于,所述装置包括:

    8.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

    9.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

    10.一种计算机程序产品,包括计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。


    技术总结
    本申请涉及一种级联H桥电池储能系统的控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品,可用于电力技术领域。该方法包括:采集级联H桥电池储能系统中每相电池簇的能量状态;计算每相电池簇的能量状态与平均值的差值;计算级联H桥电池储能系统中的各H桥功率变换模块的补偿调制波;采集级联H桥电池储能系统与电网之间传输的有功功率和无功功率;计算虚拟内电势的相位角和幅值;计算三相调制电压;根据三相调制电压,计算各H桥功率变换模块的调制波;将调制波与补偿调制波相加后经载波移相调制,得到驱动信号,并利用驱动信号驱动各H桥功率变换模块。采用本方法能够提高级联H桥电池储能系统的控制效率。

    技术研发人员:蔡煜,陈俊赫,孙宇军,潘明帅,林旭,喻振帆,王巍桦,余达
    受保护的技术使用者:广东新型储能国家研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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