CN114039382A - 储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质 - Google Patents

储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN114039382A
CN114039382A CN202111413225.6A CN202111413225A CN114039382A CN 114039382 A CN114039382 A CN 114039382A CN 202111413225 A CN202111413225 A CN 202111413225A CN 114039382 A CN114039382 A CN 114039382A
Authority
CN
China
Prior art keywords
energy storage
value
storage converter
voltage value
power grid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111413225.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114039382B (zh
Inventor
官二勇
季瑞秋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jingqing Digital Beijing Technology Co ltd
Original Assignee
Jingqing Digital Beijing Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jingqing Digital Beijing Technology Co ltd filed Critical Jingqing Digital Beijing Technology Co ltd
Priority to CN202111413225.6A priority Critical patent/CN114039382B/zh
Publication of CN114039382A publication Critical patent/CN114039382A/zh
Priority to PCT/CN2022/083095 priority patent/WO2023092917A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114039382B publication Critical patent/CN114039382B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明提供了一种储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质，储能变流器的控制方法包括：获取电网的运行状态；在电网运行在正常状态的情况下，控制储能变流器以并网模式运行；在电网运行在异常状态的情况下，控制储能变流器以孤岛模式运行，其中，在并网模式下，储能变流器采用有功功率与无功功率解耦控制，在孤岛模式下，储能变流器采用虚拟磁通控制，在该控制方法中，通过获取电网的运行状态，并根据电网的运行状态控制储能变流器进入不同的控制模式，以便迅速为当地建立电压和频率支撑，向重要负载及敏感负载提供可靠的电能质量。

Description

储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质
技术领域
本发明涉及控制技术领域，具体而言，涉及一种储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质。
背景技术
储能变流器通常连接在电网中，通过控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换。
本领域的技术人员发现，一旦电网出现故障，储能变流器无法提供电压和频率的支撑，不能向重要的、敏感的负载提供供电。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的第一个方面在于，提供了一种储能变流器的控制方法。
本发明的第二个方面在于，提供了一种储能变流器的控制装置。
本发明的第三个方面在于，提供了一种储能变流器的控制装置。
本发明的第四个方面在于，提供了一种可读存储介质。
本发明的第五个方面在于，提供了一种储能变流器。
有鉴于此，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种储能变流器的控制方法，储能变流器接入到电网，控制方法包括：获取电网的运行状态；在电网运行在正常状态的情况下，控制储能变流器以并网模式运行；在电网运行在异常状态的情况下，控制储能变流器以孤岛模式运行，其中，在并网模式下，储能变流器采用有功功率与无功功率解耦控制，在孤岛模式下，储能变流器采用虚拟磁通控制。
本申请的技术方案提出了一种储能变流器的控制方法，在该控制方法中，通过获取电网的运行状态，并根据电网的运行状态控制储能变流器进入不同的控制模式，在并网模式下，按照有功功率与无功功率解耦控制，以便按照上一级的调度指令维持有功功率与无功功率的平衡，向电网提供合格的电能。而在孤岛模式下，采用虚拟磁通控制，以便迅速为当地建立电压和频率支撑，向重要负载及敏感负载提供可靠的电能质量。
另外，本申请提出的储能变流器的控制方法还具有以下附加技术特征。
在上述技术方案中，控制储能变流器以并网模式运行，包括：获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收有功功率指令值和无功功率指令值；根据有功功率指令值、无功功率指令值、第二电压值、第三电压值确定第一指令电流值和第二指令电流值；将第二电流值、第三电流值、第一指令电流值和第二指令电流值输入至比例积分控制器，以得到第一输出结果；根据第一输出结果、电网的反馈电压和第一角度值确定第一脉冲宽度调制信号，根据第一脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在该技术方案中，在并网模式下，电网能够维持电压与频率的稳定，因此，在接收到有功功率指令值、无功功率指令值后，仅需控制储能变流器中的逆变器的输出电流即可实现功率的控制。
在其中一个技术方案中，控制储能变流器以孤岛模式运行，包括：获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收电网上的电容的给定电压值；将给定电压值、第二电压值和第三电压值输入至比例积分控制器，以得到第二输出结果；将第二输出结果、第二电流值和第三电流值输入至比例积分控制器，以得到第三输出结果；接收给定角度值，并将给定角度值和第一角度值输入至比例积分控制器，以得到第四输出结果；根据第三输出结果、电网的反馈电压和第四输出结果确定第二脉冲宽度调制信号，根据第二脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在该技术方案中，虚拟磁通控制增加了一个频率外环控制器来稳定输出频率，因此，提高了储能变流器输出的频率的稳定性。
在其中一个技术方案中，响应与第一指令，控制储能变流器根据虚拟同步发电机输出的角度信息和补偿电压值运行。
在该技术方案中，第一指令可以是用户需要电网具有传统电网的惯性要求时所输入的或生成的。
在该技术方案中，采用虚拟同步机控制。传统的下垂控制是针对同步发电机外特性的初步模拟，为能进一步模拟同步发电机的惯性与阻尼特性，虚拟同步发电机VSG(Virtual Synchronous Generator)是在下垂控制基础上引入转动惯量和阻尼系数，抑制干扰和波动的能力得到加强。通过提出转动惯量与阻尼系数协同自适应控制的策略，较好地抑制了频率的变化率与偏移量。
在其中一个技术方案中，控制储能变流器根据虚拟同步发电机输出的角度信息和补偿电压值运行，包括：根据角度信息确定角度指令值；获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收电网上的电容的给定电压值；将补偿电压值、给定电压值、第二电压值和第三电压值输入至比例积分控制器，以得到第五输出结果；将第五输出结果、第二电流值和第三电流值输入至比例积分控制器，以得到第六输出结果；将角度指令值和第一角度值输入至比例积分控制器，以得到第七输出结果；根据第六输出结果、电网的反馈电压和第七输出结果确定第三脉冲宽度调制信号，根据第三脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在其中一个技术方案中，在接收到电网传输的电信号的情况下，确定电网运行在正常状态；在未接收到电网传输的电信号的情况下，电网运行在异常状态。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种储能变流器的控制装置，储能变流器接入到电网，控制装置包括：获取单元，用于获取电网的运行状态；控制单元，用于在电网运行在正常状态的情况下，控制储能变流器以并网模式运行；在电网运行在异常状态的情况下，控制储能变流器以孤岛模式运行，其中，在并网模式下，储能变流器采用有功功率与无功功率解耦控制，在孤岛模式下，储能变流器采用虚拟磁通控制。
另外，本申请提出的储能变流器的控制装置还具有以下附加技术特征。
在上述技术方案中，控制单元具体用于：获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收有功功率指令值和无功功率指令值；根据有功功率指令值、无功功率指令值、第二电压值、第三电压值确定第一指令电流值和第二指令电流值；将第二电流值、第三电流值、第一指令电流值和第二指令电流值输入至比例积分控制器，以得到第一输出结果；根据第一输出结果、电网的反馈电压和第一角度值确定第一脉冲宽度调制信号，根据第一脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在上述技术方案中，控制单元具体用于：获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收电网上的电容的给定电压值；将给定电压值、第二电压值和第三电压值输入至比例积分控制器，以得到第二输出结果；将第二输出结果、第二电流值和第三电流值输入至比例积分控制器，以得到第三输出结果；接收给定角度值，并将给定角度值和第一角度值输入至比例积分控制器，以得到第四输出结果；根据第三输出结果、电网的反馈电压和第四输出结果确定第二脉冲宽度调制信号，根据第二脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在上述技术方案中，控制单元还用于：响应与第一指令，控制储能变流器根据虚拟同步发电机输出的角度信息和补偿电压值运行。
在其中一个技术方案中，控制单元具体用于：根据角度信息确定角度指令值；获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收电网上的电容的给定电压值；将补偿电压值、给定电压值、第二电压值和第三电压值输入至比例积分控制器，以得到第五输出结果；将第五输出结果、第二电流值和第三电流值输入至比例积分控制器，以得到第六输出结果；将角度指令值和第一角度值输入至比例积分控制器，以得到第七输出结果；根据第六输出结果、电网的反馈电压和第七输出结果确定第三脉冲宽度调制信号，根据第三脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在其中一个技术方案中，控制单元具体用于：在接收到电网传输的电信号的情况下，确定电网运行在正常状态；在未接收到电网传输的电信号的情况下，电网运行在异常状态。
根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种储能变流器的控制装置，储能变流器接入到电网，控制装置包括：存储器和处理器，存储器存储有程序，处理器执行程序时实现如上述中任一项的储能变流器的控制方法的步骤。
根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述中任一项的储能变流器的控制方法的步骤。
根据本发明的第五个方面，本发明提供了一种储能变流器，包括：如上述任一项的储能变流器的控制装置；或如上述可读存储介质。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施例的储能变流器的控制方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的并网模式的控制示意图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的孤岛模式的控制示意图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的根据虚拟同步发电机输出的角度信息和补偿电压值运行的控制示意图；
图5示出了根据本发明的一个实施例的储能变流器的控制装置的示意框图之一；
图6示出了根据本发明的一个实施例的储能变流器的控制装置的示意框图之二；
图7示出了根据本发明的一个实施例的双向储能变流器中桥臂的结构示意图之一；
图8示出了根据本发明的一个实施例的双向储能变流器中桥臂的结构示意图之二；
图9示出了根据本发明的一个实施例的双向储能变流器的结构示意图之一；
图10示出了根据本发明的一个实施例的双向储能变流器中桥臂的结构示意图之三；
图11示出了根据本发明的一个实施例的双向储能变流器的结构示意图之二。
其中，图7至图11中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
700桥臂，710第一开关组件，712第一开关管，714第一二极管，720第二开关组件，722第二开关管，724第二二极管，730第三开关组件，732第三开关管，734第三二极管，740第四开关组件，742第四开关管，744第四二极管，750第五开关组件，752第五开关管，754第五二极管，760第六开关组件，762第六开关，764第六二极管，770电阻组件，772第一电阻，774第二电阻，776第三电阻，782第一电容，784第二电容，792第一模块，794第二模块，796第三模块，800散热件。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述方面、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例一
如图1所示，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种储能变流器的控制方法，储能变流器接入到电网，控制方法包括：
步骤102，获取电网的运行状态；
步骤104，在电网运行在正常状态的情况下，控制储能变流器以并网模式运行；
步骤106，在电网运行在异常状态的情况下，控制储能变流器以孤岛模式运行。
其中，在并网模式下，储能变流器采用有功功率与无功功率解耦控制，在孤岛模式下，储能变流器采用虚拟磁通控制。
本申请的实施例提出了一种储能变流器的控制方法，在该控制方法中，通过获取电网的运行状态，并根据电网的运行状态控制储能变流器进入不同的控制模式，在并网模式下，按照有功功率与无功功率解耦控制，以便按照上一级的调度指令维持有功功率与无功功率的平衡，向电网提供合格的电能。而在孤岛模式下，采用虚拟磁通控制，以便迅速为当地建立电压和频率支撑，向重要负载及敏感负载提供可靠的电能质量。
在上述实施例中，控制储能变流器以并网模式运行，包括：获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收有功功率指令值和无功功率指令值；根据有功功率指令值、无功功率指令值、第二电压值、第三电压值确定第一指令电流值和第二指令电流值；将第二电流值、第三电流值、第一指令电流值和第二指令电流值输入至比例积分控制器，以得到第一输出结果；根据第一输出结果、电网的反馈电压和第一角度值确定第一脉冲宽度调制信号，根据第一脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在该实施例中，在并网模式下，电网能够维持电压与频率的稳定，因此，在接收到有功功率指令值、无功功率指令值后，仅需控制储能变流器中的逆变器的输出电流即可实现功率的控制，可以理解的是，有功功率与无功功率解耦控制是一种电流源控制。
具体地，有功功率与无功功率解耦控制会接收有功功率指令值P*、无功功率指令值Q*，结合公式(1)和公式(2)计算得到电流指令，以实现电流闭环控制，也即上文中的有功功率与无功功率解耦控制，也即P/Q功率解耦控制。
Figure BDA0003374334870000081
Figure BDA0003374334870000082
其中，ud、uq是网侧电压，也即电网的反馈电压，
Figure BDA0003374334870000083
和
Figure BDA0003374334870000084
是指令电流。
具体地，如图2所示，点划线上侧为功率部分，是变流器的主回路电路，包括了直流电池、半导体拓扑电路、滤波器L、C，以及电网等效电抗LG构成。点划线下侧为控制部分，首先由电压、电流传感器测量出电容电压uc(也即本申请中的第一电压值)和电流iL(也即本申请中的第一电流值)，由PLL模块(Phase Locked Loop，锁相环)转换成角度θ(也即本申请中的第一角度值)，由abc-dq变换将电压uc和电流iL转换uCdq和iLdq，其中，uCdq包括两个部分，即uCd和uCq，iLdq包括iLd和iLq两个部分(也即本申请中的第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值)。然后根据上述公式(1)和(2)，已知有功功率与无功功率指令值P*、Q*以及uCdq即可计算出
Figure BDA0003374334870000085
和
Figure BDA0003374334870000086
(也即本申请中的第一指令电流值和第二指令电流值)，通过与电流测量值iLd和
Figure BDA0003374334870000087
的比例积分控制器得出电网电压的指令值(也即本申请中的第一输出结果)，继而在与电网电压的反馈值(也即本申请中的电网的反馈电压)进行比较，然后通过dq-abc变换将直流分量转换成三相交流量，利用脉冲宽度调制信号发生器生成脉冲信号(也即本申请中的第一脉冲宽度调制信号)，通过驱动器去驱动主回路中的半导体。
在其中一个实施例中，控制储能变流器以孤岛模式运行，包括：获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收电网上的电容的给定电压值；将给定电压值、第二电压值和第三电压值输入至比例积分控制器，以得到第二输出结果；将第二输出结果、第二电流值和第三电流值输入至比例积分控制器，以得到第三输出结果；接收给定角度值，并将给定角度值和第一角度值输入至比例积分控制器，以得到第四输出结果；根据第三输出结果、电网的反馈电压和第四输出结果确定第二脉冲宽度调制信号，根据第二脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在该实施例中，虚拟磁通控制，这是一种模拟电机磁通的电压源控制，其核心是控制电压的幅值和频率，以精确的模式电源，迅速为当地建立电压和频率支撑，向重要负载及敏感负载提供可靠的电能质量。该控制采用典型的电压外环、电流内环的双闭环控制结构，其中，电压外环控制器实现逆变器稳定输出电压，并且增加了一个频率外环控制器来稳定输出频率，因此，提高了储能变流器输出的频率的稳定性，具体地，增加的一个频率外环控制器来稳定输出频率，如图3中的虚线部分所示。
在虚拟磁通控制中，如图3所示，首先由电压、电流传感器测量出电容电压uc(也即本申请中的第一电压值)和电流iL(也即本申请中的第一电流值)，由PLL模块转换成角度θ(也即本申请中的第一角度值)，由abc-dq变换将电压uc和电流iL转换uCdq和iLdq，其中，uCdq包括两个部分，即uCd和uCq，iLdq包括iLd和iLq两个部分(也即本申请中的第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值)。然后根据电容电压的指令值[U*,0](也即本申请中的给定电压值)与uCd和uCq进行比较，再通过比例积分控制器得出第二输出结果，也即
Figure BDA0003374334870000091
和
Figure BDA0003374334870000092
根据第二输出结果、iLd和
Figure BDA0003374334870000093
输入至比例积分控制器，以得到第三输出结果，此时，得到电网电压的指令值，继而在与电网电压的反馈值(也即本申请中的电网的反馈电压)进行比较，然后通过dq-abc变换将直流分量转换成三相交流量，利用脉冲宽度调制信号发生器生成脉冲信号(也即本申请中的第二脉冲宽度调制信号)，通过驱动器去驱动主回路中的半导体。与PLL直接生产频率信号不同的是，这里需要给出角度的指令值θ*(也即本申请中的给定角度值)，再与测量值θ(也即本申请中的第一角度值)比较，然后通过比例积分控制器产生角度信号(也即本申请中的第四输出结果)。
在其中一个实施例中，响应与第一指令，控制储能变流器根据虚拟同步发电机输出的角度信息和补偿电压值运行。
在该实施例中，第一指令可以是用户需要电网具有传统电网的惯性要求时所输入的或生成的。
在该实施例中，采用虚拟同步机控制。传统的下垂控制是针对同步发电机外特性的初步模拟，为能进一步模拟同步发电机的惯性与阻尼特性，虚拟同步发电机VSG(VirtualSynchronous Generator)是在下垂控制基础上引入转动惯量和阻尼系数，抑制干扰和波动的能力得到加强。
通过提出转动惯量与阻尼系数协同自适应控制的策略，如图4中的虚线部分，较好地抑制了频率的变化率与偏移量。
在其中一个实施例中，控制储能变流器根据虚拟同步发电机输出的角度信息和补偿电压值运行，包括：根据角度信息确定角度指令值；获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收电网上的电容的给定电压值；将补偿电压值、给定电压值、第二电压值和第三电压值输入至比例积分控制器，以得到第五输出结果；将第五输出结果、第二电流值和第三电流值输入至比例积分控制器，以得到第六输出结果；将角度指令值和第一角度值输入至比例积分控制器，以得到第七输出结果；根据第六输出结果、电网的反馈电压和第七输出结果确定第三脉冲宽度调制信号，根据第三脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在该实施例中，如图4所示，首先通过虚拟同步机策略VSG产生角速度(也即本申请中的角度信息)和电压(也即本申请中的补偿电压值)，角速度通过积分计算得到角度指令值θ*，虚拟同步机策略VSG同时还会产生一个前馈补偿电压。之后该前馈补偿电压(也即本申请中的补偿电压值)根据电容电压的指令值[U*,0]与uCd和uCq进行比较，再通过比例积分控制器得出第五输出结果，也即
Figure BDA0003374334870000101
和
Figure BDA0003374334870000102
通过与电流测量值iLd和
Figure BDA0003374334870000103
的比例积分控制器得出电网电压的指令值(也即本申请中的第六输出结果)，继而在与电网电压的反馈值(也即本申请中的电网的反馈电压)进行比较，然后通过dq-abc变换将直流分量转换成三相交流量，利用脉冲宽度调制信号发生器生成脉冲信号(也即本申请中的第三脉冲宽度调制信号)，通过驱动器去驱动主回路中的半导体。与PLL直接生产频率信号不同的是，这里需要给出角度的指令值θ*(也即本申请中的角度指令值)，再与测量值θ(也即本申请中的第一角度值)比较，然后通过比例积分控制器产生角度信号(也即本申请中的第七输出结果)。
在其中一个实施例中，在接收到电网传输的电信号的情况下，确定电网运行在正常状态；在未接收到电网传输的电信号的情况下，电网运行在异常状态。
实施例二
在其中一个实施例中，如图5所示，本发明提供了一种储能变流器的控制装置500，储能变流器接入到电网，控制装置包括：获取单元502，用于获取电网的运行状态；控制单元504，用于在电网运行在正常状态的情况下，控制储能变流器以并网模式运行；在电网运行在异常状态的情况下，控制储能变流器以孤岛模式运行，其中，在并网模式下，储能变流器采用有功功率与无功功率解耦控制，在孤岛模式下，储能变流器采用虚拟磁通控制。
本申请的实施例提出了一种储能变流器的控制装置500，应用该控制装置的储能变流器通过获取电网的运行状态，并根据电网的运行状态控制储能变流器进入不同的控制模式，在并网模式下，按照有功功率与无功功率解耦控制，以便按照上一级的调度指令维持有功功率与无功功率的平衡，向电网提供合格的电能。而在孤岛模式下，采用虚拟磁通控制，以便迅速为当地建立电压和频率支撑，向重要负载及敏感负载提供可靠的电能质量。
在上述实施例中，控制单元504具体用于：获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收有功功率指令值和无功功率指令值；根据有功功率指令值、无功功率指令值、第二电压值、第三电压值确定第一指令电流值和第二指令电流值；将第二电流值、第三电流值、第一指令电流值和第二指令电流值输入至比例积分控制器，以得到第一输出结果；根据第一输出结果、电网的反馈电压和第一角度值确定第一脉冲宽度调制信号，根据第一脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在该实施例中，在并网模式下，电网能够维持电压与频率的稳定，因此，在接收到有功功率指令值、无功功率指令值后，仅需控制储能变流器中的逆变器的输出电流即可实现功率的控制，可以理解的是，有功功率与无功功率解耦控制是一种电流源控制。
具体地，有功功率与无功功率解耦控制会接收有功功率指令值P*、无功功率指令值Q*，结合公式(1)和公式(2)计算得到电流指令，以实现电流闭环控制，也即上文中的有功功率与无功功率解耦控制，也即P/Q功率解耦控制。
Figure BDA0003374334870000121
Figure BDA0003374334870000122
其中，ud、uq是网侧电压，也即电网的反馈电压，
Figure BDA0003374334870000123
和
Figure BDA0003374334870000124
是指令电流。
具体地，如图2所示，点划线上侧为功率部分，是变流器的主回路电路，包括了直流电池、半导体拓扑电路、滤波器L、C，以及电网等效电抗LG构成。点划线下侧为控制部分，首先由电压、电流传感器测量出电容电压uc(也即本申请中的第一电压值)和电流iL(也即本申请中的第一电流值)，由PLL模块转换成角度θ(也即本申请中的第一角度值)，由abc-dq变换将电压uc和电流iL转换uCdq和iLdq，其中，uCdq包括两个部分，即uCd和uCq，iLdq包括iLd和iLq两个部分(也即本申请中的第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值)。然后根据上述公式(1)和(2)，已知有功功率与无功功率指令值P*、Q*以及uCdq即可计算出
Figure BDA0003374334870000125
和
Figure BDA0003374334870000126
(也即本申请中的第一指令电流值和第二指令电流值)，通过与电流测量值iLd和
Figure BDA0003374334870000127
的比例积分控制器得出电网电压的指令值(也即本申请中的第一输出结果)，继而在与电网电压的反馈值(也即本申请中的电网的反馈电压)进行比较，然后通过dq-abc变换将直流分量转换成三相交流量，利用脉冲宽度调制信号发生器生成脉冲信号(也即本申请中的第一脉冲宽度调制信号)，通过驱动器去驱动主回路中的半导体。
在上述实施例中，控制单元504具体用于：获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收电网上的电容的给定电压值；将给定电压值、第二电压值和第三电压值输入至比例积分控制器，以得到第二输出结果；将第二输出结果、第二电流值和第三电流值输入至比例积分控制器，以得到第三输出结果；接收给定角度值，并将给定角度值和第一角度值输入至比例积分控制器，以得到第四输出结果；根据第三输出结果、电网的反馈电压和第四输出结果确定第二脉冲宽度调制信号，根据第二脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在该实施例中，虚拟磁通控制，这是一种模拟电机磁通的电压源控制，其核心是控制电压的幅值和频率，以精确的模式电源，迅速地建立电压和频率支撑，向重要负载及敏感负载提供可靠的电能质量。该控制采用典型的电压外环、电流内环的双闭环控制结构，其中，电压外环控制器实现逆变器稳定输出电压，并且增加了一个频率外环控制器来稳定输出频率，因此，提高了储能变流器输出的频率的稳定性，具体地，增加的一个频率外环控制器来稳定输出频率，如图3中的虚线部分所示。
在虚拟磁通控制中，首先由电压、电流传感器测量出电容电压uc(也即本申请中的第一电压值)和电流iL(也即本申请中的第一电流值)，由PLL模块转换成角度θ(也即本申请中的第一角度值)，由abc-dq变换将电压uc和电流iL转换uCdq和iLdq，其中，uCdq包括两个部分，即uCd和uCq，iLdq包括iLd和
Figure BDA0003374334870000134
两个部分(也即本申请中的第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值)。然后根据电容电压的指令值[U*,0](也即本申请中的给定电压值)与uCd和uCq进行比较，再通过比例积分控制器得出第二输出结果，也即
Figure BDA0003374334870000131
和
Figure BDA0003374334870000132
根据第二输出结果、iLd和
Figure BDA0003374334870000133
输入至比例积分控制器，以得到第三输出结果，此时，得到电网电压的指令值，继而在与电网电压的反馈值(也即本申请中的电网的反馈电压)进行比较，然后通过dq-abc变换将直流分量转换成三相交流量，利用脉冲宽度调制信号发生器生成脉冲信号(也即本申请中的第二脉冲宽度调制信号)，通过驱动器去驱动主回路中的半导体。与PLL直接生产频率信号不同的是，这里需要给出角度的指令值θ*(也即本申请中的给定角度值)，再与测量值θ(也即本申请中的第一角度值)比较，然后通过比例积分控制器产生角度信号(也即本申请中的第四输出结果)。
在上述实施例中，控制单元504还用于：响应与第一指令，控制储能变流器根据虚拟同步发电机输出的角度信息和补偿电压值运行。
在该实施例中，第一指令可以是用户需要电网具有传统电网的惯性要求时所输入的或生成的。
在该实施例中，采用虚拟同步机控制。传统的下垂控制是针对同步发电机外特性的初步模拟，为能进一步模拟同步发电机的惯性与阻尼特性，虚拟同步发电机VSG(VirtualSynchronous Generator)是在下垂控制基础上引入转动惯量和阻尼系数，抑制干扰和波动的能力得到加强。
通过提出转动惯量与阻尼系数协同自适应控制的策略，如图4中的虚线部分，较好地抑制了频率的变化率与偏移量。
在其中一个实施例中，控制单元504具体用于：根据角度信息确定角度指令值；获取电网上的第一电流值，位于电网上的电容的第一电压值；根据第一电压值确定第一角度值；根据第一电压值和第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；接收电网上的电容的给定电压值；将补偿电压值、给定电压值、第二电压值和第三电压值输入至比例积分控制器，以得到第五输出结果；将第五输出结果、第二电流值和第三电流值输入至比例积分控制器，以得到第六输出结果；将角度指令值和第一角度值输入至比例积分控制器，以得到第七输出结果；根据第六输出结果、电网的反馈电压和第七输出结果确定第三脉冲宽度调制信号，根据第三脉冲宽度调制信号控制储能变流器运行。
在该实施例中，首先通过虚拟同步机策略VSG产角速度(也即本申请中的角度信息)和电压(也即本申请中的补偿电压值)，角速度通过积分计算得到角度指令值θ*，虚拟同步机策略VSG同时还会产生一个前馈补偿电压。之后该前馈补偿电压(也即本申请中的补偿电压值)根据电容电压的指令值[U*,0]与uCd和uCq进行比较，再通过比例积分控制器得出第五输出结果，也即
Figure BDA0003374334870000141
和
Figure BDA0003374334870000142
通过与电流测量值iLd和
Figure BDA0003374334870000143
的比例积分控制器得出电网电压的指令值(也即本申请中的第六输出结果)，继而在与电网电压的反馈值(也即本申请中的电网的反馈电压)进行比较，然后通过dq-abc变换将直流分量转换成三相交流量，利用脉冲宽度调制信号发生器生成脉冲信号(也即本申请中的第三脉冲宽度调制信号)，通过驱动器去驱动主回路中的半导体。与PLL直接生产频率信号不同的是，这里需要给出角度的指令值θ*(也即本申请中的角度指令值)，再与测量值θ(也即本申请中的第一角度值)比较，然后通过比例积分控制器产生角度信号(也即本申请中的第七输出结果)。
在其中一个实施例中，控制单元504具体用于：在接收到电网传输的电信号的情况下，确定电网运行在正常状态；在未接收到电网传输的电信号的情况下，电网运行在异常状态。
实施例三
在其中一个实施例中，如图6所示，本发明提供了一种储能变流器的控制装置600，储能变流器接入到电网，控制装置包括：存储器602和处理器604，存储器602存储有程序，处理器604执行程序时实现如上述中任一项的储能变流器的控制方法的步骤。
本申请实施例提出了一种储能变流器的控制装置600，在该储能变流器的控制装置600中，处理器604在按照存储在存储器602中存储的程序或指令运行时能够实现如上述储能变流器的控制方法的步骤，因而具有上述储能变流器的控制方法的全部有益技术效果，在此，不再赘述。
实施例四
在其中一个实施例中，本发明提供了一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如上述中任一项的储能变流器的控制方法的步骤。
本申请实施例提出了一种可读存储介质，该可读存储介质能够实现如上述储能变流器的控制方法的步骤，因此，具有储能变流器的控制方法的全部有益技术效果。
实施例五
在其中一个实施例中，本发明提供了一种储能变流器，包括：如上述任一项的储能变流器的控制装置；或如上述可读存储介质。
在其中一个实施例中，储能变流器可以是双向储能变流器。
如图7所示，本实施例的提供了一种双向储能变流器，包括：至少一个桥臂700，其中，每一桥臂700包括：第一开关组件710、第二开关组件720、第三开关组件730、第四开关组件740、第五开关组件750、第六开关组件760和电阻组件770。其中，第一开关组件710的第一端与直流母排的正极连接；第二开关组件720的第一端与第一开关组件710的第二端连接；第三开关组件730的第一端与第二开关组件720的第二端连接，第三开关组件730的第一端与交流母排连接；第四开关组件740的第一端与第三开关组件730的第二端连接，第四开关组件740的第二端与直流母排的负极连接；第五开关组件750的第一端与第二开关组件720的第一端连接，第五开关组件750的第二端与直流母排的0极连接；第六开关组件760的第一端与第五开关组件750的第二端连接，第六开关组件760的第二端与第四开关组件740的第一端连接；电阻组件770的第一端与第五开关组件750的第一端连接，电阻组件770的第二端与第六开关组件760的第二端连接，电阻组件770的第三端与第一开关组件710的第一端连接，电阻组件770的第四端与第四开关组件740的第二端连接。其中，第一开关组件710、第二开关组件720、第三开关组件730、第四开关组件740、第五开关组件750和第六开关组件760中均包括一个开关管和一个二极管。
本申请限定了一种双向储能变流器，双向储能变流器包括至少一个桥臂700，每个桥臂700中包括六个开关组件，其中，每个开关组件中均包括一个开关管和一个二极管，每个开关组件中的开关管与二极管相并联。第一开关组件710的第一端和第四开关组件740的第二端分别连接于直流母排的正极和直流母排的负极，在第一开关组件710与第四开关组件740之间连接有第二开关组件720和第三开关组件730。其中，第二开关组件720的第一端与第一开关组件710的第二端相连接，第三开关组件730的第一端与第二开关组件720的第二端相连接，第三开关组件730的第二端与第四开关组件740的第一端相连接，第二开关组件720和第三开关组件730的公共端与交流母排相连接。在第一开关组件710与第二开关组件720的公共端与第五开关组件750的第一端连接，在第三开关组件730与第四开关组件740的公共端与第六开关组件760的第二端连接，第五开关组件750的第二端与第六开关组件760的第一端相连接，且第五开关组件750和第六开关组件760的公共端与直流母排的0极相连接。
值得说明的是，双向储能变流器中包括多个桥臂700的情况下，多个桥臂700中每个桥臂700中的第五开关组件750和第六开关组件760的公共端均与直流母排的0极相连接，第一开关组件710和第四开关组件740分别与直流母排的正极和负极相连接，第二开关组件720和第三开关组件730的公共端均作为交流连接端与交流母排相连接。
在一些实施例中，双向储能变流器中包括三个桥臂700，三个桥臂700中的交流连接端均分别与交流母排的A相、B相和C相相连接。
现有技术中，两个箝位二极管，在双向储能变流器在低调制比的工况下运行时，箝位的二极管结温特别高，导致双向储能变流器中半导体温度不均衡。如果需要继续在低调制比的工况下运行，则需要对双向储能变流器降容使用。
本实施例中将双向储能变流器中的两个箝位的二极管替换为第五开关组件750和第六开关组件760，由于第五开关组件750和第六开关组件760中均包括相并联的二极管和开关管，实现了对流经第五开关组件750和第六开关组件760的电流进行分流的作用，使流经第五开关组件750和第六开关组件760的电流值较低，从而避免了相关技术中箝位的二极管结温高的问题。
双向储能变流器中的每个桥臂700中均设置有电阻组件770，电阻组件770包括四个连接端，其中，第一端、第二端、第三端和第四端分别与第五开关组件750、第六开关组件760、第一开关组件710和第四开关组件740相连。电阻组件770能够对箝位的第五开关组件750和第六开关组件760进行电压平衡，使箝位的第五开关组件750和第六开关组件760的电压更加均衡，并且还能够对双向储能变流器的主回路中的第一开关组件710、第二开关组件720、第三开关组件730和第四开关组件740进行电压平衡，使双向储能变流器的主回路上的开关组件之间的电压更加均衡。
在一些实施例中，开关管为可控开关器件，在双向储能变流器进行高压充电或者高压放电的情况下，控制开关管周期性通断。
在这些实施例中，在双向储能变流器进行高电压充电或高电压放电时，由于开关组件中的开关管和二极管相并联，控制开关管开启，对流经开关组件中的二极管进行分流，从而降低流经电阻的电流。通过控制开关管周期性通断，能够对流经二极管的电流进行周期性分流，使二极管有足够的时间进行散热，避免了开关组件中的二极管出现快速升温的问题。
在另外一些实施例中，开关管为可控开关器件，在双向储能变流器进行高压充电或者高压放电的情况下，控制开关管持续保持通路状态。
在这些实施例中，在双向储能变流器进行高电压充电或高电压放电时，由于开关组件中的开关管和二极管相并联，控制开关管开启，对流经开关组件中的二极管进行分流，从而降低流经电阻的电流。通过控制开关管持续保持通路，能够对流经二极管的电流进行持续分流，避免了开关组件中的二极管出现快速升温的问题。
可以理解的是，第一开关组件710、第二开关组件720、第三开关组件730、第四开关组件740、第五开关组件750和第六开关组件760可设置为相同的硬件结构，简化了双向储能变流器中的结构，降低了双向储能变流器的生产成本。
双向储能变流器能够控制电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网的情况下可以直接为交流负荷供电。
如图7所示，在上述实施例中，第一开关组件710包括：第一开关管712和第一二极管714。第一开关管712的第一端与直流母排的正极连接；第一二极管714的正极与第一开关管712的第二端连接，第一二极管714的负极与第一开关管712的第一端连接；第二开关组件720包括：第二开关管722和第二二极管724。第二开关管722的第一端与第一开关管712的第二端连接；第二二极管724的正极与第二开关管722的第二端连接，第二二极管724的负极与第二开关管722的第一端连接；第三开关组件730包括：第三开关管732和第三二极管734。第三开关管732的第一端与第二开关管722的第二端连接，第三开关管732的第一端与交流母排相连接；第三二极管734的正极与第三开关管732的第二端连接，第三二极管734的负极与第三开关管732的第一端连接；第四开关组件740包括：第四开关管742和第四二极管744。第四开关管742的第一端与第三开关管732的第二端连接，第四开关管742的第二端与直流母排的负极连接；第四二极管744的正极与第四开关管742的第二端连接，第四二极管744的负极与第四开关管742的第一端连接；第五开关组件750包括：第五开关管752和第五二极管754。第五开关管752的第一端与第二开关管722的第一端连接，第五开关管752的第二端与直流母排的0极连接；第五二极管754的正极与第五开关管752的第二端连接，第五二极管754的负极与第五开关管752的第一端连接；第六开关组件760包括：第六开关管762和第六二极管764。第六开关管762的第一端与第五开关管752的第二端连接，第六开关管762的第二端与第四开关管742的第一端连接；第六二极管764的正极与第六开关管762的第二端连接，第六二极管764的负极与第六开关管762的第一端连接。
在该实施例中，第一开关组件710、第二开关组件720、第三开关组件730、第四开关组件740、第五开关组件750和第六开关组件760中均设置有二极管和开关管。其中，第一开关管712、第二开关管722、第三开关管732和第四开关管742之间首尾相连，并将第一开关管712的第一端与直流母排的正极相连接，以及将第四开关管742的第二端与直流母排的负极相连接。第五开关管752的第一端连接至第一开关管712的与第二开关管722的公共端，第六开关管762的第二端连接至第三开关管732与第四开关管742的公共端，第五开关管752和第六开关管762的公共端与直流母排的0极相连接，第二开关管722和第三开关管732的公共端与交流母排相连接。在第一开关管712、第二开关管722、第三开关管732、第四开关管742、第五开关管752和第六开关管762上分别并联第一二极管714、第二二极管724、第三二极管734、第四二极管744、第五二极管754和第六二极管764。
其中，第五二极管754和第六二极管764为双向储能变流器的箝位二极管，通过在第五二极管754和第六二极管764上并联第五开关管752和第六开关管762，避免了在双向储能变流器高压充电或高压放电的情况下，第五二极管754和第六二极管764出现快速发热的问题。
值得说明的是，直流母排选用超低杂散电感的紧凑型叠层母排技术。可以有效的降低分布电感。
如图7所示，在上述任一实施例中，电阻组件770还包括：第一电阻772、第二电阻774和第三电阻776。其中，第一电阻772的第一端与第五开关组件750的第一端连接，第一电阻772的第二端与第六开关组件760的第二端连接；第二电阻774的第一端与第一开关组件710的第一端连接；第三电阻776的第一端与第二电阻774的第二端连接，第三电阻776的第二端与第四开关组件740的第二端连接。
在该实施例中，电阻组件770包括第一电阻772、第二电阻774和第三电阻776。
第一电阻772的两端分别与第五开关组件750的第一端和第六开关组件760的第二端相连接，即第一电阻772的两端分别与箝位的两个开关组件相连接。通过将箝位的两个开关组件与第一电阻772相连，能够保证双向储能变流器运行过程中，箝位的两个开关组件的电压更加均衡。
第二电阻774与第三电阻776相串联，第二电阻774还与第一开关组件710的第一端相连接，第三电阻776还与第四开关组件740连接。通过将串联的第二电阻774和第三电阻776设置在双向储能变流器的主回路上，实现了通过第二电阻774和第三电阻776对主回路上的第一开关组件710、第二开关组件720、第三开关组件730和第四开关组件740进行平衡电压的作用，能够保证双向储能变流器运行过程中，主回路上的四个开关组件的电压更加均衡。
如图7所示，在上述任一实施例中，每一桥臂700还包括：第一电容782、第二电容784和第三电容。
其中，第一电容782的第一端与直流母排的正极连接，第二电容784的第一端与第一电容782的第二端、直流母排的0极连接，第二电容784的第二端用于与直流母排的负极连接。
在该实施例中，在直流母排的正极与0极之间设置有第一电容782，在直流母排的负极与0极之间设置有第二电容784。通过在直流母排的正极、0极和负极之间设置电容，能够保证直流电压的稳定性。
如图7、图9和图11所示，在上述任一实施例中，双向储能变流器还包括散热件800。散热件800与至少一个桥臂700对应设置。
在该实施例中，双向储能变流器中还设置有散热件800。散热件800设置在双向储能变流器的内部，且散热件800与双向储能变流器中的桥臂700对应设置。通过散热件800能够对双向储能变流器的桥臂700中的电子元件进行散热。
在一些实施例中，将桥臂700与散热件800贴合设置。
在这些实施例中，通过将散热件800与桥臂700设置为相接触的形式，能够提高桥臂700上的电子元件与散热件800的接触面积，从而提高散热件800对桥臂700上的电子元件的散热效果。
在另外一些实施例中，桥臂700设置在散热件800上。
在这些实施例中，通过直接将双向储能变流器的桥臂700上的电路结构与散热件800相连接，具体而言，将电路结构的电路板与散热件800相连接。在提高散热件800对电路结构散热效果的前提下，还能够保证散热件800与桥臂700接触的稳定性。
值得说明的是，散热件800可选为板式换热器、散热翅片中的一种或组合。散热件800还能够选择风冷或水冷的散热组件。
如图7、图8、图9、图10和图11所示，在上述任一实施例中，第一开关组件710和第五开关组件750为第一模块792，第四开关组件740和第六开关组件760为第二模块794，第二开关组件720和第三开关组件730为第三模块796；其中，第一模块792、第二模块794和第三模块796为同一型号的模块。
在该实施例中，将第一开关组件710和第五开关组件750集成设置为第一模块792，将第四开关组件740和第六开关组件760集成为第二模块794，将第二开关组件720与第三开关组件730集成为第三模块796。通过将两个开关组件集成设置为一个模块，能够减少双向储能变流器中的电路结构所占用的控件。由于第一模块792、第二模块794和第三模块796中均设置有两个开关组件，因此能够将第一模块792、第二模块794和第三模块796选为同一型号的模块，实现了降低模块的采购成本，从而降低了双向储能变流器的生产成本。
值得说明的是，第一开关组件710、第五开关组件750、第六开关组件760和第四开关组件740均与直流母线相连接，故将靠近的第一开关组件710和第五开关组件750集成设置为第一模块792，并将靠近的第四开关组件740和第六开关组件760集成设置为第二模块794，从而能够减小直流母线与第一模块792和第二模块794之间的电流路径。第二开关组件720和第三开关组件730的公共端与交流母线相连接，故将靠近的第二开关组件720和第三开关组件730集成设置为第三模块796，从而能够减小交流母线与第二模块794之间的电流路径。本实施例通过对第一开关组件710、第二开关组件720、第三开关组件730、第四开关组件740、第五开关组件750和第六开关组件760两两集成设置，不仅降低了双向储能变流器的生产成本，还能够降低了双向储能变流器的换流路径最小，进一步降低了双向储能变流器中电子器件的温度过高的问题。
如图7、图8、图9、图10和图11所示，在上述任一实施例中，第一模块792与第二模块794沿第一方向依次分布，第一模块792与第三模块796沿第二方向依次分布。
在该实施例中，将第一模块792与第二模块794设置为并排分布于散热件800上，由于第一模块792与第二模块794均与直流母排相连接，因此将第一模块792和第二模块794并排分布于散热件800上，能够使第一模块792和第二模块794与直流母排之间距离较近，并将第三模块796设置为与第一模块792和第二模块794错开分布，能够避免第一模块792和第二模块794与第三模块796之间的线路不会与第一模块792和第二模块794之间的线路交叉，在保证第一模块792、第二模块794和第三模块796之间电流路径较小的前提下，提高了对第一模块792、第二模块794和第三模块796，以及模块之间线路散热的效果。
值得说明的是，第一模块792、第二模块794和第三模块796之间设置有间隙，进一步提高了第一模块792、第二模块794和第三模块796之间的散热效果。
如图7、图8、图9、图10和图11所示，在上述任一实施例中，第一开关组件710和第二开关组件720为第一模块792，第三开关组件730和第四开关组件740为第二模块794，第五开关组件750和第六开关组件760为第三模块796；其中，第一模块792、第二模块794和第三模块796为同一型号的模块。
在该实施例中，将第一开关组件710和第二开关组件720集成设置为第一模块792，将第三开关组件730和第四开关组件740集成为第二模块794，将第五开关组件750与第六开关组件760集成为第三模块796。通过将两个开关组件集成设置为一个模块，能够减少双向储能变流器中的电路结构所占用的控件。由于第一模块792、第二模块794和第三模块796中均设置有两个开关组件，因此能够将第一模块792、第二模块794和第三模块796选为同一型号的模块，实现了降低模块的采购成本，从而降低了双向储能变流器的生产成本。
值得说明的是，第五开关组件750和第六开关组件760均为双向储能变流器中箝位的开关组件，且第五开关组件750和第六开关组件760的公共端与直流母排的0极相连接，将第五开关组件750和第六开关组件760集成为第三模块796。第一开关组件710和第二开关组件720与直流母排的正极相连接，将第一开关组件710和第二开关组件720集成为第一模块792。第三开关组件730和第四开关组件740与直流母排的负极相连接。按照上述方式对各个开关组件进行集成，使第一模块792、第二模块794和第三模块796均与直流母排相连接，从而能够保证三个模块之间的线路不重合的基础上，将三个模块之间的间距设置的较小，从而减小了双向储能变流器中桥臂700上的电子元件的占用空间。
如图7、图8、图9、图10和图11所示，在上述任一实施例中，第一模块792、第二模块794和第三模块796沿散热件800的延伸方向依次分布。
在该实施例中，由于第一模块792、第二模块794和第三模块796均与直流母排相连，且第二模块794和第三模块796与交流母排相连，故能够将第一模块792、第二模块794和第三模块796并排设置。由于散热件800用于对第一模块792、第二模块794和第三模块796进行散热，则散热件800的尺寸与第一模块792、第二模块794和第三模块796的尺寸相适配，因此，不仅能够减小电子元件的占用空间，还能够减小与电子元件对应的散热件800的占用空间。
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本发明中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储能变流器的控制方法，其特征在于，所述储能变流器接入到电网，所述控制方法包括：
获取所述电网的运行状态；
在所述电网运行在正常状态的情况下，控制所述储能变流器以并网模式运行；
在所述电网运行在异常状态的情况下，控制所述储能变流器以孤岛模式运行，
其中，在所述并网模式下，所述储能变流器采用有功功率与无功功率解耦控制，在所述孤岛模式下，所述储能变流器采用虚拟磁通控制。
2.根据权利要求1所述的储能变流器的控制方法，其特征在于，控制所述储能变流器以并网模式运行，包括：
获取所述电网上的第一电流值，位于所述电网上的电容的第一电压值；
根据所述第一电压值确定第一角度值；
根据所述第一电压值和所述第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；
接收有功功率指令值和无功功率指令值；
根据所述有功功率指令值、所述无功功率指令值、所述第二电压值、所述第三电压值确定第一指令电流值和第二指令电流值；
将所述第二电流值、所述第三电流值、所述第一指令电流值和所述第二指令电流值输入至比例积分控制器，以得到第一输出结果；
根据所述第一输出结果、所述电网的反馈电压和所述第一角度值确定第一脉冲宽度调制信号，根据所述第一脉冲宽度调制信号控制所述储能变流器运行。
3.根据权利要求1所述的储能变流器的控制方法，其特征在于，控制所述储能变流器以孤岛模式运行，包括：
获取所述电网上的第一电流值，所述电网上的电容的第一电压值；
根据所述第一电压值确定第一角度值；
根据所述第一电压值和所述第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；
接收所述电网上的电容的给定电压值；
将所述给定电压值、所述第二电压值和所述第三电压值输入至比例积分控制器，以得到第二输出结果；
将所述第二输出结果、所述第二电流值和所述第三电流值输入至比例积分控制器，以得到第三输出结果；
接收给定角度值，并将所述给定角度值和所述第一角度值输入至比例积分控制器，以得到第四输出结果；
根据所述第三输出结果、所述电网的反馈电压和所述第四输出结果确定第二脉冲宽度调制信号，根据所述第二脉冲宽度调制信号控制所述储能变流器运行。
4.根据权利要求1所述的储能变流器的控制方法，其特征在于，还包括：
响应与第一指令，控制所述储能变流器根据虚拟同步发电机输出的角度信息和补偿电压值运行。
5.根据权利要求4所述的储能变流器的控制方法，其特征在于，所述控制所述储能变流器根据虚拟同步发电机输出的角度信息和补偿电压值运行，包括：
根据所述角度信息确定角度指令值；
获取所述电网上的第一电流值，位于所述电网上的电容的第一电压值；
根据所述第一电压值确定第一角度值；
根据所述第一电压值和所述第一电流值确定第二电压值、第三电压值、第二电流值和第三电流值；
接收所述电网上的电容的给定电压值；
将所述补偿电压值、所述给定电压值、所述第二电压值和所述第三电压值输入至比例积分控制器，以得到第五输出结果；
将所述第五输出结果、所述第二电流值和所述第三电流值输入至比例积分控制器，以得到第六输出结果；
将所述角度指令值和所述第一角度值输入至比例积分控制器，以得到第七输出结果；
根据所述第六输出结果、所述电网的反馈电压和所述第七输出结果确定第三脉冲宽度调制信号，根据所述第三脉冲宽度调制信号控制所述储能变流器运行。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的储能变流器的控制方法，其特征在于，还包括：
在接收到所述电网传输的电信号的情况下，确定所述电网运行在正常状态；
在未接收到所述电网传输的电信号的情况下，所述电网运行在异常状态。
7.一种储能变流器的控制装置，其特征在于，所述储能变流器接入到电网，所述控制装置包括：
获取单元，用于获取所述电网的运行状态；
控制单元，用于在所述电网运行在正常状态的情况下，控制所述储能变流器以并网模式运行；
在所述电网运行在异常状态的情况下，控制所述储能变流器以孤岛模式运行，
其中，在所述并网模式下，所述储能变流器采用有功功率与无功功率解耦控制，在所述孤岛模式下，所述储能变流器采用虚拟磁通控制。
8.一种储能变流器的控制装置，其特征在于，所述储能变流器接入到电网，所述控制装置包括：
存储器和处理器，所述存储器存储有程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6中任一项所述的储能变流器的控制方法的步骤。
9.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的储能变流器的控制方法的步骤。
10.一种储能变流器，其特征在于，包括：
如权利要求7或8所述的储能变流器的控制装置；或
如权利要求9所述的可读存储介质。
CN202111413225.6A 2021-11-25 2021-11-25 储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质 Active CN114039382B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111413225.6A CN114039382B (zh) 2021-11-25 2021-11-25 储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质
PCT/CN2022/083095 WO2023092917A1 (zh) 2021-11-25 2022-03-25 储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111413225.6A CN114039382B (zh) 2021-11-25 2021-11-25 储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114039382A true CN114039382A (zh) 2022-02-11
CN114039382B CN114039382B (zh) 2024-05-31

Family

ID=80145485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111413225.6A Active CN114039382B (zh) 2021-11-25 2021-11-25 储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN114039382B (zh)
WO (1) WO2023092917A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023092917A1 (zh) * 2021-11-25 2023-06-01 京清数电(北京)技术有限公司 储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质
CN116938031A (zh) * 2023-09-15 2023-10-24 京清数电(北京)技术有限公司 高压储能变流器的变流电路及其控制方法、装置和介质

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116995703B (zh) * 2023-06-28 2024-05-31 湖南大学 一种应用于储能***的有源功率解耦控制方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103401259A (zh) * 2013-07-25 2013-11-20 南方电网科学研究院有限责任公司 一种储能***无缝切换控制方法
CN110277803A (zh) * 2019-07-30 2019-09-24 西安西电电气研究院有限责任公司 一种储能变流器的虚拟同步发电机控制方法及控制装置
CN110943468A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 华为技术有限公司 双模式储能变换器的控制方法、装置和***
CN112086970A (zh) * 2020-09-21 2020-12-15 广东电网有限责任公司 一种储能电站的配置方法、装置、电子设备和存储介质

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2523298B1 (en) * 2011-05-12 2018-01-10 ABB Schweiz AG Method and apparatus for controlling electric grid in islanding mode
CN110224439B (zh) * 2019-07-08 2021-08-17 国网湖南省电力有限公司 用于储能并网逆变器的并网-孤岛模式切换方法
CN114039382B (zh) * 2021-11-25 2024-05-31 京清数电(北京)技术有限公司 储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103401259A (zh) * 2013-07-25 2013-11-20 南方电网科学研究院有限责任公司 一种储能***无缝切换控制方法
CN110943468A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 华为技术有限公司 双模式储能变换器的控制方法、装置和***
CN110277803A (zh) * 2019-07-30 2019-09-24 西安西电电气研究院有限责任公司 一种储能变流器的虚拟同步发电机控制方法及控制装置
CN112086970A (zh) * 2020-09-21 2020-12-15 广东电网有限责任公司 一种储能电站的配置方法、装置、电子设备和存储介质

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SAHEB KHANABDAL 等: "Virtual Flux Droop Control With Constant Switching Frequency For Power Sharing Between Parallel Inverters in Islanded Microgrids", 27TH IRANIAN CONFERENCE ON ELECTRICAL ENGINEERING (ICEE2019), 5 August 2019 (2019-08-05), pages 868 - 874 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023092917A1 (zh) * 2021-11-25 2023-06-01 京清数电(北京)技术有限公司 储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质
CN116938031A (zh) * 2023-09-15 2023-10-24 京清数电(北京)技术有限公司 高压储能变流器的变流电路及其控制方法、装置和介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN114039382B (zh) 2024-05-31
WO2023092917A1 (zh) 2023-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114039382B (zh) 储能变流器及其控制方法、装置和可读存储介质
US11356015B2 (en) Modular medium voltage fast chargers
Li et al. A modified modular multilevel converter with reduced capacitor voltage fluctuation
Yi et al. Modeling, control, and seamless transition of the bidirectional battery-driven switched reluctance motor/generator drive based on integrated multiport power converter for electric vehicle applications
US9231406B2 (en) Mid-voltage variable-frequency driving system and total harmonic distortion compensation control method
CN102723765B (zh) 用于直流能量存储器的电路
Sun et al. Active power decoupling method for single-phase current-source rectifier with no additional active switches
US20220085746A1 (en) Electric motor driving apparatus, control method, vehicle, and readable storage medium
TWI458235B (zh) 風力發電系統及其功率電路和變流器結構
US9793731B2 (en) Attenuation circuit for an energy storage device and method for attenuating oscillations of the output current of an energy storage device
CN104052079A (zh) 电能回馈型电子负载
Hillers et al. Systematic comparison of modular multilevel converter topologies for battery energy storage systems based on split batteries
CA2836366A1 (en) Converter arrangement
CN112737070B (zh) 基于箝位型三电平变换器的集成驱动充电电路和控制***
CN112436779B (zh) 一种电驱动***、动力总成以及电动汽车
AU2021317217B2 (en) Power assembly of three-level inverter, three-level inverter, and wind turbine
CN109800381A (zh) 模块化多电平换流器的直流短路电流计算方法及***
EP4369474A1 (en) Charging and discharging circuit, system and control method therefor
Vadi et al. A review of control methods on suppression of 2ω ripple for single-phase quasi-Z-source inverter
CN114123203A (zh) 一种交流电网电压不平衡时直流母线电压纹波抑制策略
CN114725966B (zh) 分布式储能***及分布式储能控制方法
CN114555415A (zh) 电机、动力***、控制方法以及电动汽车
CN109361206A (zh) 一种基于多端dc-dc变换器的船舶中压电网结构及其能量控制方法
KR20150062999A (ko) 에너지 저장 장치용 충전 회로를 포함하는 전기 구동 시스템, 그리고 에너지 저장 장치의 작동 방법
Sadeque et al. On control schemes of voltage source converters

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant