CN118074195B - 分布式储能变流器集成***及其功率分配方法 - Google Patents
分布式储能变流器集成***及其功率分配方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118074195B CN118074195B CN202410459406.XA CN202410459406A CN118074195B CN 118074195 B CN118074195 B CN 118074195B CN 202410459406 A CN202410459406 A CN 202410459406A CN 118074195 B CN118074195 B CN 118074195B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- energy storage
- storage converter
- parallel
- phase angle
- model
- 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.)
- Active
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 337
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 35
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 35
- 238000007665 sagging Methods 0.000 claims description 24
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 9
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
本发明公开了一种分布式储能变流器集成***及其功率分配方法,属于集成储能变流器技术领域,所述包括若干相互并联的储能变流模块,以及交流断路模块和计量装置;各储能变流模块均分别与交流断路模块和计量装置连接;各储能变流模块均包括依次连接的电池簇、直流断路器和储能变流器;所述电池簇的正极和负极通过直流断路器与储能变流器直流侧的正极和负极对应连接;所述储能变流器的交流侧采用三相四线制并联,并分别与交流断路模块和计量装置的输入侧连接;所述计量装置的输出侧和中性线外接配电***,实现并网;所述储能变流器用于将直流电与交流电进行双向变换。所述***结合功率分配方法解决了新旧电池簇混合使用均衡效果不足的问题。
Description
技术领域
本发明属于集成储能变流器技术领域,尤其涉及一种分布式储能变流器集成***及其功率分配方法。
背景技术
现有储能变流器通常采用集中式集成的模式,其中的功率器件进行了集中组装,因此在直流侧只有一路接口。使用现有的储能变流器时,电池簇要先进行并联汇流,再接入集中式储能变流器的直流接口。
现有储能变流器由于需要在直流侧进行并联,且主要由BMS对电池进行均衡控制,不管是主动均衡还是被动均衡,对于新电池***均有一定的均衡效果,但是电池老化以后BMS难以达到理想的均衡效果,特别是对电池簇间的偏差进行均衡十分困难。当***容量达到一定程度以后就会出现直流拉弧、直流侧的并联容量损失、电池簇之间的并联环流等问题,影响储能电站的安全和效率,且由于现有的储能变流器功率器件集中堆砌,如果出现故障整个***就会宕机。分布式储能一般容量不大,地域分散,储能变流器一旦出现故障,则会面临售后周期长和维修困难的问题。
发明内容
针对现有技术中的上述不足,本发明提供的一种分布式储能变流器集成***及其功率分配方法,通过对每一个电池簇配置一个单独的储能变流器模块,并将各储能变流器的交流侧并联,使得电池簇之间的一致性要求大大降低,基于功率分配方法甚至可以能够实现新旧电池簇的混合使用,解决了新旧电池簇混合使用均衡效果不足的问题。
为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:
一方面,本发明提供的一种分布式储能变流器集成***,包括若干相互并联的储能变流模块,以及交流断路模块和计量装置;
各储能变流模块均分别与交流断路模块和计量装置连接;
各储能变流模块均包括依次连接的电池簇、直流断路器和储能变流器;所述电池簇的正极和负极通过直流断路器与储能变流器直流侧的正极和负极对应连接;所述储能变流器的交流侧采用三相四线制并联,并分别与交流断路模块和计量装置的输入侧连接;所述计量装置的输出侧和中性线外接配电***,实现并网;所述储能变流器用于将直流电与交流电进行双向变换。
本发明的有益效果为:本发明提供的一种分布式储能变流器集成***,当其中一个或部分储能变流模块出现故障时,剩余的储能变流模块仍能够继续运行,维持***稳定,且单个储能变流模块的体积小、重量轻,也便于返厂维修,保障了分布式储能变流器集成***的可靠性和可维护性;通过对每一个电池簇匹配一个单独的储能变流器,并将所有储能变流器的交流侧并联,使得储能变流器的直流侧无需并联,对电池簇间的一致性要求大大降低,大大增强了储能变流器功率配置的灵活性,甚至能够实现对新电池柜和旧电池柜的混合使用;本发明对储能变流器直流侧的电流减小,直流侧拉弧和容量损失进行了有效改善,提升了***的安全性能和效率。
进一步地,各储能变流模块的功率不完全相同。
采用上述进一步方案的有益效果为:本发明提供的一种分布式储能变流器集成***,对在每一个相互并联的储能变流模块不要求功率完全一致,能够结合功率分配方法,实现新旧电池簇的混合使用。
另一方面,本发明还提供一种基于分布式储能变流器集成***的功率分配方法,包括如下步骤:
S1、获取各储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率和无功功率,并构建下垂控制模型;
S2、基于各储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率和下垂控制模型,构建并联储能变流器的相角差值模型;
S3、忽略***损耗,则基于并联储能变流器的相角差值模型,得到并联储能变流器的相角功率关联模型;
S4、根据配电网线路的高阻低感特征,基于并联储能变流器的相角功率关联模型,得到并联储能变流器的模糊有功功率比值模型;
S5、基于并联储能变流器的模糊有功功率比值模型,得到并联储能变流器的输出功率分配模型和目标功率模型;
S6、基于并联储能变流器的输出功率分配模型和目标功率模型,进行不同额定功率储能变流器的功率分配,以将不同功率的储能变流器混合并联。
本发明的有益效果为:本发明提供的一种基于分布式储能变流器集成***的功率分配方法,基于上述分布式储能变流器集成***,通过功率和相角的分析,能够实现不同功率的电池簇均衡协调,并联混用,有效提升使用过一段时间的旧电池与新电池间的均衡性能,且有效保障了分布式储能变流器集成***的稳定运行。
进一步地,所述S1包括如下步骤:
S11、获取各储能变流器交流输出侧到并网点的有功功率和无功功率;
所述储能变流器交流输出侧到并网点的有功功率和无功功率的计算表达式分别如下:
,
,
其中,P表示储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,U表示储能变流器交流侧的电压幅值,UW表示并网点的电压,δ表示储能变流器交流侧的相角,δW表示并网点的相角,XW表示储能变流器到并网点间线路的电抗;
S12、令并网点的相角与储能变流器交流侧的相角的差值小于预设相角差阈值,则基于各储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率和无功功率,得到有功功率相角关联模型和无功功率幅值关联模型;
所述有功功率相量关联模型和无功功率电压幅值关联模型的计算表达式分别如下:
,
;
S13、基于有功功率相角关联模型和无功功率幅值关联模型,构建下垂控制模型;
所述下垂控制模型的计算表达式如下:
,
其中,m表示相角控制参数,δe表示额定相角,Pe表示额定有功功率,n表示幅值控制参数,Ue表示额定电压幅值,Qe表示额定无功功率。
采用上述进一步方案的有益效果为:本发明根据各储能变流模块中储能变流器到并网点的电抗关系,获取了各储能变流器交流输出侧到并网点的有功功率和无功功率,并通过设置相角差阈值,基于网点相角与储能变流器交流侧相角差较小情况,构建了有功功率相角关联模型、无功功率幅值关联模型以及下垂控制模型,为通过下垂控制的方式分析各储能变流模块的相角和功率间的关系,实现均衡控制新旧电池簇的并联混用提供基础。
进一步地,所述S2包括如下步骤:
S21、基于各储能变流器输出侧输出到并网点的有功功率,构建并网点相角差值模型;
所述并联储能变流器的并网点相角差值模型的计算表达式如下:
,
,
其中,δi表示第i个并联的储能变流器交流侧的相角,δj表示第j个并联的储能变流器交流侧的相角,Pi表示第i个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,Pj表示第j个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,ω表示角频率,Li表示第i个并联的储能变流器对应的输出电感,Ui表示第i个储能变流器交流侧的电压幅值,LDi表示第i个储能变流模块中的线路电感,Lj表示第j个并联的储能变流器对应的输出电感,Uj表示第j个储能变流器交流侧的电压幅值,LDj表示第j个储能变流模块中的线路电感,其中,i,j=1,2,…,N,且i≠j,N为储能变流模块的总数;
S22、基于下垂控制模型,构建并联储能变流器的下垂模型;
所述并联储能变流器的下垂模型的计算表达式如下:
,
,
其中,δei表示第i个并联的储能变流器对应的额定下垂相角,mi表示第i个并联的储能变流器对应的相角控制参数,Pei表示第i个并联的储能变流器对应的额定有功功率,δej表示第j个并联的储能变流器对应的额定下垂相角,mj表示第j个并联的储能变流器对应的相角控制参数,Pej表示第j个并联的储能变流器对应的额定有功功率;
S23、基于并联储能变流器的并网点相角差值模型和下垂模型,构建并联储能变流器的相角差值模型;
所述并联储能变流器的相角差值模型的计算表达式如下:
,
。
采用上述进一步方案的有益效果为:本发明提供基于各储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率和下垂控制模型,构建并联储能变流器的相角差值模型的具体方法,为在忽略***损耗的情况下实现基于并联储能变流器的相角差值模型,进行并联储能变流器的相角功率关系分析提供基础。
进一步地,所述并联储能变流器的相角功率关联模型的计算表达式如下:
,
其中,PL表示并联的储能变流器的总功率。
采用上述进一步方案的有益效果为:本发明提供并联储能变流器的相角功率模型的计算方法,为并联的储能变流模块间的相角功率分析提供基础。
进一步地,所述S4包括如下步骤:
S41、基于并联储能变流器的相角功率关联模型,得到并联储能变流器的有功功率比值模型;
所述并联储能变流器的有功功率比值模型的计算表达式如下:
;
S42、基于并联储能变流器的有功功率比值模型,结合配电网线路的高阻低感特征,得到并联储能变流器的模糊有功功率比值模型;
所述并联储能变流器的模糊有功功率比值模型的计算表达式如下:
。
采用上述进一步方案的有益效果为:本发明提供根据配电网线路的高阻低感特征,基于并联储能变流器的相角功率关联模型,得到并联储能变流器的模糊有功功率比值模型的方法,由于储能变流器模块的输出电感远远大于其中的储能变流器的交流侧输出端到并网端间的线路电感,本发明提出的并联储能变流器的模糊有功功率比值模型仍具有准确性。
进一步地,所述并联储能变流器的输出功率分配模型的计算表达式如下:
其中,P1表示第1个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,m1表示第1个并联的储能变流器对应的相角控制参数,P2表示第2个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,m2表示第2个并联的储能变流器对应的相角控制参数,Pk表示第k个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,mk表示第k个并联的储能变流器对应的相角控制参数,PN表示第N个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,mN表示第N个并联的储能变流器对应的相角控制参数,Pe1表示第1个并联的储能变流器对应的额定有功功率,Pe2表示第2个并联的储能变流器对应的额定有功功率,Pek表示第k个并联的储能变流器对应的额定有功功率,PeN表示第N个并联的储能变流器对应的额定有功功率,其中,k=1,2,…,N。
采用上述进一步方案的有益效果为:本发明提供并联储能变流器的输出功率分配模型的计算方法,相较于以往需要相同额定功率进行并机使用,基于本发明提供的并联储能变流器的输出功率分配模型,能够进行各个不同额定功率的储能变流模块之间的输出功率分配,即实现了电池簇间的均衡。
进一步地,所述并联储能变流器的目标功率模型的计算表达式如下:
其中,Ptarget表示变流器集成目标功率。
采用上述进一步方案的有益效果为:本发明提供并联储能变流器的目标功率模型的计算方法,所述并联储能变流器的目标功率即为所有并联的储能变流器的功率之和,结合并联储能变流器的输出功率分配模型,能够提升电池簇的均衡效果。
针对于本发明还具有的其他优势将在后续的实施例中进行更细致的分析。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1中一种分布式储能变流器集成***的示意图。
图2为本发明实施例2中一种基于分布式储能变流器集成***的功率分配方法的步骤流程图。
图3为本发明实施例2中单个储能变流模块与并网点间的线路功率电抗示意图。
图4为本发明实施例2中并联的储能变流模块与并网点间的线路功率电抗示意图。
其中,CT、电流互感器;PA电流表;QF1、第一交流断路器;QF2、第二交流断路器;SPD、浪涌保护器;PEN、中性线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
BMS(Battery Management System),电池管理***。
实施例1:
如图1所示,一方面,在本发明的一个实施例中,本发明提供一种分布式储能变流器集成***,包括若干相互并联的储能变流模块,以及交流断路模块和计量装置;
各储能变流模块均分别与交流断路模块和计量装置连接;
各储能变流模块均包括依次连接的电池簇、直流断路器和储能变流器;所述电池簇的正极和负极通过直流断路器与储能变流器直流侧的正极和负极对应连接;所述储能变流器的交流侧采用三相四线制并联,并分别与交流断路模块和计量装置的输入侧连接;所述计量装置的输出侧和中性线外接配电***,实现并网;所述储能变流器用于将直流电与交流电进行双向变换。
本发明中采用三相四线制将储能变流器的交流侧进行并联,省去了隔离变压器,有效降低了***的成本,消除了隔离变压器本身故障对***的安全隐患。
本实施例中,交流短路模块包括第二交流断路器QF2和浪涌保护器SPD,所述第二交流断路器QF2的一端与各储能变流器的并网点连接,所述第二交流断路器QF2的另一端与浪涌保护器SPD连接,在本实施例中,第二交流断路器QF2的不动端与各储能变流器的并网点连接,第二交流断路器QF2的动端与浪涌保护器连接,浪涌保护器接地;所述计量装置包括电流互感器CT、电流表PA、第一交流断路器QF1和中性线PEN;电流互感器CT设置于各储能变流器的交流侧输出端的并网点与配电***之间的A相线路、B相线路和C相线路上,电流表PA设置于各储能变流器的交流侧输出端的并网点与配电***之间的中性线PEN上,所述第一交流断路器QF1设置于A相线路、B相线路和C相线路上的电流互感器CT与配电***之间。
本实施例中,各储能变流模块的功率不完全相同。本发明提供的分布式储能变流器集成***同样适用于各储能变流模块的功率完全不相同,部分相同或完全相同的情况。
实施例2:
如图2所示,另一方面,本发明还提供一种基于分布式储能变流器集成***的功率分配方法,包括如下步骤:
S1、获取各储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率和无功功率,并构建下垂控制模型;
所述S1包括如下步骤:
S11、获取各储能变流器交流输出侧到并网点的有功功率和无功功率;
如图3所示,单个储能变流模块与并网点间的线路存在电抗,能够从储能变流器的交流侧输出端,以及并网点处的电压峰值和相角等参数,获取得到各储能变流器交流输出侧到并网点的有功功率和无功功率。
所述储能变流器交流输出侧到并网点的有功功率和无功功率的计算表达式分别如下:
,
,
其中,P表示储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,U表示储能变流器交流侧的电压幅值,UW表示并网点的电压,δ表示储能变流器交流侧的相角,δW表示并网点的相角,XW表示储能变流器到并网点间线路的电抗;
S12、令并网点的相角与储能变流器交流侧的相角的差值小于预设相角差阈值,则基于各储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率和无功功率,得到有功功率相角关联模型和无功功率幅值关联模型;
所述有功功率相量关联模型和无功功率电压幅值关联模型的计算表达式分别如下:
,
;
S13、基于有功功率相角关联模型和无功功率幅值关联模型,构建下垂控制模型;
所述下垂控制模型的计算表达式如下:
,
其中,m表示相角控制参数,δe表示额定相角,Pe表示额定有功功率,n表示幅值控制参数,Ue表示额定电压幅值,Qe表示额定无功功率。
S2、基于各储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率和下垂控制模型,构建并联储能变流器的相角差值模型;
所述S2包括如下步骤:
S21、基于各储能变流器输出侧输出到并网点的有功功率,构建并网点相角差值模型;
所述并联储能变流器的并网点相角差值模型的计算表达式如下:
,
,
其中,δi表示第i个并联的储能变流器交流侧的相角,δj表示第j个并联的储能变流器交流侧的相角,Pi表示第i个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,Pj表示第j个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,ω表示角频率,Li表示第i个并联的储能变流器对应的输出电感,Ui表示第i个储能变流器交流侧的电压幅值,LDi表示第i个储能变流模块中的线路电感,Lj表示第j个并联的储能变流器对应的输出电感,Uj表示第j个储能变流器交流侧的电压幅值,LDj表示第j个储能变流模块中的线路电感,其中,i,j=1,2,…,N,且i≠j,N为储能变流模块的总数;
S22、基于下垂控制模型,构建并联储能变流器的下垂模型;
所述并联储能变流器的下垂模型的计算表达式如下:
,
,
其中,δei表示第i个并联的储能变流器对应的额定下垂相角,mi表示第i个并联的储能变流器对应的相角控制参数,Pei表示第i个并联的储能变流器对应的额定有功功率,δej表示第j个并联的储能变流器对应的额定下垂相角,mj表示第j个并联的储能变流器对应的相角控制参数,Pej表示第j个并联的储能变流器对应的额定有功功率;
本实施例中,当并联储能变流器的有功功率输出和相角均为0,则能够得到并联储能变流器的额定输出功率;
所述并联储能变流器的额定输出功率的计算表达式如下:
,/>;
S23、基于并联储能变流器的并网点相角差值模型和下垂模型,构建并联储能变流器的相角差值模型;
所述并联储能变流器的相角差值模型的计算表达式如下:
,
。
S3、忽略***损耗,则基于并联储能变流器的相角差值模型,得到并联储能变流器的相角功率关联模型;
所述并联储能变流器的相角功率关联模型的计算表达式如下:
,
其中,PL表示并联的储能变流器的总功率。
如图4所示,本实施例中对仅有两个并联储能变流器的情况进行举例,第1个储能变流器交流侧的电压幅值为U1,第1个并联的储能变流器交流侧的相角为δ1,第1个并联的储能变流器对应的输出电感为L1、第1个储能变流模块中的线路电感LD1和第1个储能变流模块中的线路电阻RD1,第1个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率为P1,第1个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的无功功率为Q1,第2个储能变流器交流侧的电压幅值为U2,第2个并联的储能变流器交流侧的相角为δ2,第2个并联的储能变流器对应的输出电感为L2、第2个储能变流模块中的线路电感LD2和第2个储能变流模块中的线路电阻RD2,第2个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率为P2,第2个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的无功功率为Q2,最终并联点的负载处对应的并联的储能变流器的总功率为PL,指有功功率,并联点的负载处对应的并联的储能变流器的无功功率为QL,则有PL=P1+P2,则有两个并联储能变流器时的相角功率关联模型的计算表达式如下:
,
其中,P1表示第1个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,P2表示第2个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,L1表示第1个并联的储能变流器对应的输出电感,U1表示第1个储能变流器交流侧的电压幅值,LD1表示第1个储能变流模块中的线路电感,L2表示第2个并联的储能变流器对应的输出电感,U2表示第2个储能变流器交流侧的电压幅值,LD2表示第2个储能变流模块中的线路电感,m1表示第1个并联的储能变流器对应的相角控制参数,m2表示第2个并联的储能变流器对应的相角控制参数;再次基础上能够分别得到第1个和第2个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率为:
,
;
S4、根据配电网线路的高阻低感特征,基于并联储能变流器的相角功率关联模型,得到并联储能变流器的模糊有功功率比值模型;
所述S4包括如下步骤:
S41、基于并联储能变流器的相角功率关联模型,得到并联储能变流器的有功功率比值模型;
所述并联储能变流器的有功功率比值模型的计算表达式如下:
;
S42、基于并联储能变流器的有功功率比值模型,结合配电网线路的高阻低感特征,得到并联储能变流器的模糊有功功率比值模型;
所述并联储能变流器的模糊有功功率比值模型的计算表达式如下:
。
S5、基于并联储能变流器的模糊有功功率比值模型,得到并联储能变流器的输出功率分配模型和目标功率模型;
所述并联储能变流器的输出功率分配模型的计算表达式如下:
其中,P1表示第1个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,m1表示第1个并联的储能变流器对应的相角控制参数,P2表示第2个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,m2表示第2个并联的储能变流器对应的相角控制参数,Pk表示第k个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,mk表示第k个并联的储能变流器对应的相角控制参数,PN表示第N个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,mN表示第N个并联的储能变流器对应的相角控制参数,Pe1表示第1个并联的储能变流器对应的额定有功功率,Pe2表示第2个并联的储能变流器对应的额定有功功率,Pek表示第k个并联的储能变流器对应的额定有功功率,PeN表示第N个并联的储能变流器对应的额定有功功率,其中,k=1,2,…,N。
所述并联储能变流器的目标功率模型的计算表达式如下:
其中,Ptarget表示变流器集成目标功率。
S6、基于并联储能变流器的输出功率分配模型和目标功率模型,进行不同额定功率储能变流器的功率分配,以将不同功率的储能变流器混合并联。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于分布式储能变流器集成***的功率分配方法,其特征在于,分布式储能变流器集成***包括若干相互并联的储能变流模块,以及交流断路模块和计量装置;
各储能变流模块均分别与交流断路模块和计量装置连接;
各储能变流模块均包括依次连接的电池簇、直流断路器和储能变流器;所述电池簇的正极和负极通过直流断路器与储能变流器直流侧的正极和负极对应连接;所述储能变流器的交流侧采用三相四线制并联,并分别与交流断路模块和计量装置的输入侧连接;所述计量装置的输出侧和中性线外接配电***,实现并网;所述储能变流器用于将直流电与交流电进行双向变换;各储能变流模块的功率不完全相同;
功率分配方法包括如下步骤:
S1、获取各储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率和无功功率,并构建下垂控制模型;
S2、基于各储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率和下垂控制模型,构建并联储能变流器的相角差值模型;
S3、忽略***损耗,则基于并联储能变流器的相角差值模型,得到并联储能变流器的相角功率关联模型;
S4、根据配电网线路的高阻低感特征,基于并联储能变流器的相角功率关联模型,得到并联储能变流器的模糊有功功率比值模型;
S5、基于并联储能变流器的模糊有功功率比值模型,得到并联储能变流器的输出功率分配模型和目标功率模型;
S6、基于并联储能变流器的输出功率分配模型和目标功率模型,进行不同额定功率储能变流器的功率分配,以将不同功率的储能变流器混合并联。
2.根据权利要求1所述的基于分布式储能变流器集成***的功率分配方法,其特征在于,所述S1包括如下步骤:
S11、获取各储能变流器交流输出侧到并网点的有功功率和无功功率;
所述储能变流器交流输出侧到并网点的有功功率和无功功率的计算表达式分别如下:
,
,
其中,P表示储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,U表示储能变流器交流侧的电压幅值,U W 表示并网点的电压,δ表示储能变流器交流侧的相角,δ W 表示并网点的相角,X W 表示储能变流器到并网点间线路的电抗;
S12、令并网点的相角与储能变流器交流侧的相角的差值小于预设相角差阈值,则基于各储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率和无功功率,得到有功功率相角关联模型和无功功率幅值关联模型;
所述有功功率相量关联模型和无功功率电压幅值关联模型的计算表达式分别如下:
,
;
S13、基于有功功率相角关联模型和无功功率幅值关联模型,构建下垂控制模型;
所述下垂控制模型的计算表达式如下:
,
其中,m表示相角控制参数,δ e 表示额定相角,P e 表示额定有功功率,n表示幅值控制参数,U e 表示额定电压幅值,Q e 表示额定无功功率。
3.根据权利要求2所述的基于分布式储能变流器集成***的功率分配方法,其特征在于,所述S2包括如下步骤:
S21、基于各储能变流器输出侧输出到并网点的有功功率,构建并网点相角差值模型;
所述并联储能变流器的并网点相角差值模型的计算表达式如下:
,
,
其中,δ i 表示第i个并联的储能变流器交流侧的相角,δ j 表示第j个并联的储能变流器交流侧的相角,P i 表示第i个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,P j 表示第j个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,ω表示角频率,L i 表示第i个并联的储能变流器对应的输出电感,U i 表示第i个储能变流器交流侧的电压幅值,L Di 表示第i个储能变流模块中的线路电感,L j 表示第j个并联的储能变流器对应的输出电感,U j 表示第j个储能变流器交流侧的电压幅值,L Dj 表示第j个储能变流模块中的线路电感,其中,i,j=1,2,…,N,且i≠j,N为储能变流模块的总数;
S22、基于下垂控制模型,构建并联储能变流器的下垂模型;
所述并联储能变流器的下垂模型的计算表达式如下:
,
,
其中,δ ei 表示第i个并联的储能变流器对应的额定下垂相角,m i 表示第i个并联的储能变流器对应的相角控制参数,P ei 表示第i个并联的储能变流器对应的额定有功功率,δ ej 表示第j个并联的储能变流器对应的额定下垂相角,m j 表示第j个并联的储能变流器对应的相角控制参数,P ej 表示第j个并联的储能变流器对应的额定有功功率;
S23、基于并联储能变流器的并网点相角差值模型和下垂模型,构建并联储能变流器的相角差值模型;
所述并联储能变流器的相角差值模型的计算表达式如下:
,
。
4.根据权利要求3所述的基于分布式储能变流器集成***的功率分配方法,其特征在于,所述并联储能变流器的相角功率关联模型的计算表达式如下:
,
其中,&表示且,P L 表示并联的储能变流器的总功率。
5.根据权利要求4所述的基于分布式储能变流器集成***的功率分配方法,其特征在于,所述S4包括如下步骤:
S41、基于并联储能变流器的相角功率关联模型,得到并联储能变流器的有功功率比值模型;
所述并联储能变流器的有功功率比值模型的计算表达式如下:
;
S42、基于并联储能变流器的有功功率比值模型,结合配电网线路的高阻低感特征,得到并联储能变流器的模糊有功功率比值模型;
所述并联储能变流器的模糊有功功率比值模型的计算表达式如下:
。
6.根据权利要求5所述的基于分布式储能变流器集成***的功率分配方法,其特征在于,所述并联储能变流器的输出功率分配模型的计算表达式如下:
其中,P 1表示第1个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,m 1表示第1个并联的储能变流器对应的相角控制参数,P 2表示第2个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,m 2表示第2个并联的储能变流器对应的相角控制参数,P k 表示第k个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,m k 表示第k个并联的储能变流器对应的相角控制参数,P N 表示第N个并联的储能变流器交流侧输出到并网点的有功功率,m N 表示第N个并联的储能变流器对应的相角控制参数,P e1表示第1个并联的储能变流器对应的额定有功功率,P e2表示第2个并联的储能变流器对应的额定有功功率,P ek 表示第k个并联的储能变流器对应的额定有功功率,P eN 表示第N个并联的储能变流器对应的额定有功功率,其中,k=1,2,…,N。
7.根据权利要求6所述的基于分布式储能变流器集成***的功率分配方法,其特征在于,所述并联储能变流器的目标功率模型的计算表达式如下:
其中,P target 表示变流器集成目标功率。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410459406.XA CN118074195B (zh) | 2024-04-17 | 2024-04-17 | 分布式储能变流器集成***及其功率分配方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410459406.XA CN118074195B (zh) | 2024-04-17 | 2024-04-17 | 分布式储能变流器集成***及其功率分配方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118074195A CN118074195A (zh) | 2024-05-24 |
CN118074195B true CN118074195B (zh) | 2024-06-25 |
Family
ID=91104363
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410459406.XA Active CN118074195B (zh) | 2024-04-17 | 2024-04-17 | 分布式储能变流器集成***及其功率分配方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118074195B (zh) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115000996A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-02 | 杭州电子科技大学 | 一种基于下垂控制的电池储能***soc均衡控制方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1313219C (en) * | 1988-10-07 | 1993-01-26 | Boon-Teck Ooi | Pulse width modulation high voltage direct current transmission system and converter |
EP2773032A1 (en) * | 2013-03-01 | 2014-09-03 | GE Energy Power Conversion Technology Ltd | Current source converter with gate turn off semiconductor elements and a special commutation mode |
CN105305410B (zh) * | 2015-10-16 | 2017-10-27 | 国网上海市电力公司 | 一种直流配电***储能装置自适应虚拟阻抗下垂控制方法 |
CN105871242B (zh) * | 2016-04-13 | 2018-05-04 | 电子科技大学 | 单相双向变流器控制*** |
WO2020030671A1 (en) * | 2018-08-10 | 2020-02-13 | Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh | Grid-connected p-v inverter system and method of load sharing thereof |
CN116560832A (zh) * | 2023-04-11 | 2023-08-08 | 北京邮电大学 | 面向联邦学习的资源分配方法以及相关设备 |
-
2024
- 2024-04-17 CN CN202410459406.XA patent/CN118074195B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115000996A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-09-02 | 杭州电子科技大学 | 一种基于下垂控制的电池储能***soc均衡控制方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN118074195A (zh) | 2024-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109861261B (zh) | 一种基于ems的储能变流器的功率均衡控制方法以及储能控制*** | |
CN107276125A (zh) | 一种链式多端口并网接口装置及控制方法 | |
CN103746404B (zh) | 一种风光火打捆直流外送***稳定性评价方法 | |
CN105375513B (zh) | 一种基于实时在线等值的110千伏风电场自动电压控制方法 | |
Shu et al. | A back-to-back VSC-HVDC system of Yu-E power transmission lines to improve cross-region capacity | |
Xie et al. | Adaptive master-slave control strategy for medium voltage DC distribution systems based on a novel nonlinear droop controller | |
CN111697626A (zh) | 一种光伏电站、发电控制方法及组串逆变器 | |
Li et al. | Fault self-recovering control strategy of bipolar VSC-MTDC for large-scale renewable energy integration | |
CN112421679A (zh) | 基于混合微电网的电气接线结构及其能量流动方法 | |
CN118074195B (zh) | 分布式储能变流器集成***及其功率分配方法 | |
Ge et al. | A novel topology for HVDC link connecting to offshore wind farms | |
Dai et al. | Fault analysis on DC transmission system of PV generation | |
CN106058915B (zh) | 一种基于单三相多微网的主动并网转离网切换控制方法 | |
Crăciun et al. | Multilink DC transmission for offshore wind power integration | |
CN212162825U (zh) | 基于分布式储能***多参数动态调整柔性充放电控制*** | |
Yousefpoor et al. | Convertible static transmission controller (CSTC) system model validation by controller hardware-in-the-loop-simulation | |
Mu et al. | Transient Fault Current Calculation Method of Photovoltaic Grid-Connected System Considering the Dynamic Response of Phase-Locked Loop | |
Belgacem et al. | Implementation of DC voltage controllers on enhancing the stability of multi-terminal DC grids | |
Guo et al. | Research on operation and control of low voltage photovoltaic-energy storage DC building system | |
Guo et al. | Distributed power management and coordinated control for AC/DC hybrid microgrids based on solid-state transformer | |
Hernandez et al. | DC Chopper Energy Dissipation Strategies for Integration of Offshore Wind Power Plants via Multi-terminal HVDC Networks | |
Huo et al. | Coordinated Control Strategy and Physical Integration of a Multistation Integrated System | |
Jiang et al. | Compensation Algorithm for Voltage Dip at Transmission End of Distribution Network Considering Uncertainty of Wind Power | |
CN207967952U (zh) | 一种直流输电的接入结构 | |
Li et al. | Research on Power Supply Capability of Distribution Network Connected with Three-terminal Back-to-back Voltage Source Converter based MVDC |
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 |