储能并网系统的并网控制方法及装置与流程

本发明实施例涉及电力系统储能，尤其涉及一种储能并网系统的并网控制方法及装置。

背景技术：

1、储能并网系统是指将储能技术与电网相结合，实现能源的集中管理、优化分配和调度，以满足日益增长的电力需求和能源转型的需要。储能并网系统可以有效地解决新能源发电不稳定、难以调度等问题，同时也可以提高电力系统的可靠性和安全性。

2、而针对储能并网系统中的储能装置的控制，如何综合考虑电网波动以及后级并网逆变器运行产生的影响，以及储能装置本身内部各电池单元的平衡，成为亟待解决的问题。

技术实现思路

1、基于现有技术的上述情况，本发明实施例的目的在于提供一种储能并网系统的并网控制方法及装置，考虑电网波动以及后级并网逆变器运行的影响来设置储能装置的控制电压，提高了储能并网系统中储能装置的功率转换效率。

2、为达到上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种储能并网系统的并网控制方法，所述储能并网系统包括若干个储能单元、以及与储能单元的输出通过直流电压母线连接的并网逆变器，所述方法包括步骤：

3、s11、确定直流电压母线的初始母线电压值，作为当前母线电压值；

4、s12、在当前母线电压值的基础上增加第一电压变量，得到第一母线电压值；

5、s13、分别根据当前母线电压值和第一母线电压值确定各储能单元的第一控制电压值和第二控制电压值；

6、s14、根据各储能单元的第一单元转换效率和第二单元转换效率的变化值，以及储能系统的系统转换效率变化量是否大于预设的转换效率阈值，对各储能单元的功率转换器进行控制；其中，所述第一单元转换效率和第二单元转换效率分别与第一控制电压值和第二控制电压值相关，所述系统转换效率变化量与储能系统的当前母线值和第一母线值相关。

7、进一步的，所述步骤s14中，根据各储能单元的第一单元转换效率和第二单元转换效率的变化值，以及储能系统的系统转换效率变化量是否大于预设的转换效率阈值，对各储能单元的功率转换器进行控制，包括：

8、s141、获取各储能单元的第一单元转换效率和第二单元转换效率的变化值；若所述变化值小于等于0，则将第一电压变量取反后执行步骤s12，若所述变化值大于0，则执行步骤s142；其中，所述变化值依据储能单元的控制电压值的变化获得；

9、s142、判断储能系统的系统转换效率变化量是否大于预设的转换效率阈值；若是，则将第一电压变量增加预设的单位变量后执行步骤s12；若否，则执行步骤s143；其中，所述储能系统的系统转换效率变化量根据母线电压值的变化获得；

10、s143、根据各储能单元对应的第二控制电压值对各储能单元的功率转换器进行控制。

11、进一步的，所述步骤s11中，根据如下公式确定直流电压母线的初始母线电压值：

12、

13、其中，p表示并网逆变器的脉宽调制比；ug表示电网电压的有效值；ω表示并网逆变器的角频率；ωl表示滤波器的谐振频率；lf表示并网逆变器中滤波器的电感；iout表示并网逆变器输出至电网的电流有效值；td表示并网逆变器中开关元件的死区时间；fs表示并网逆变器中开关元件的开关频率。

14、进一步的，所述步骤s13中，根据如下公式确定各储能单元的控制电压值：

15、

16、其中，ui表示第i个储能单元的控制电压值，soci表示第i个储能单元的soc值，为接入储能并网系统中各储能单元的平均soc值，k为接入储能并网系统中储能单元的个数，v表示直流电压母线的母线电压值。

17、进一步的，所述第一单元转换效率为各储能单元的输出电压值为第一控制电压值时，该储能单元的功率转换器的功率转换效率；所述第二单元转换效率为各储能单元的输出电压值为第二控制电压值时，该储能单元的功率转换器的功率转换效率。

18、进一步的，所述变化值为该储能单元的第二单元转换效率减去第一单元转换效率的差值。

19、进一步的，所述步骤s142中，储能系统的系统转换效率根据如下公式确定：

20、

21、其中，pi表示第i个储能单元的输出功率值，p表示储能系统中储能单元的总功率值，μi表示第i个储能单元的转换效率；μinv表示储能系统中并网逆变器的转换效率；μ表示储能系统的系统转换效率。

22、进一步的，所述储能系统的系统转换效率变化量为第二系统转换效率减去第一系统转换效率的差值。

23、进一步的，所述第一系统转换效率为并网逆变器的直流电压为当前母线电压值，各储能单元的输出电压值为第一控制电压值时对应的系统转换效率；所述第二系统转换效率为并网逆变器的直流电压为第二母线电压值，各储能单元的输出电压值为第二控制电压值时对应的系统转换效率。

24、根据本发明的另一个方面，提供了一种储能并网系统的并网控制装置，所述储能并网系统包括若干个储能单元、以及与储能单元的输出通过直流电压母线连接的并网逆变器，所述装置包括：

25、初始母线电压值计算模块，用于确定直流电压母线的初始母线电压值，作为当前母线电压值；

26、第一母线电压值计算模块，用于在当前母线电压值的基础上增加第一电压变量，得到第一母线电压值；

27、控制电压值计算模块，用于分别根据当前母线电压值和第一母线电压值确定各储能单元的第一控制电压值和第二控制电压值；

28、控制模块，用于根据各储能单元的第一单元转换效率和第二单元转换效率的变化值，以及储能系统的系统转换效率变化量是否大于预设的转换效率阈值，对各储能单元的功率转换器进行控制；其中，所述第一单元转换效率和第二单元转换效率分别与第一控制电压值和第二控制电压值相关，所述系统转换效率变化量与储能系统的当前母线值和第一母线值相关。

29、综上所述，本发明实施例提供了一种储能并网系统的并网控制方法及装置，所述储能并网系统包括若干个储能单元、以及与储能单元的输出通过直流电压母线连接的并网逆变器，所述方法包括步骤：确定直流电压母线的初始母线电压值，作为当前母线电压值；在当前母线电压值的基础上增加第一电压变量，得到第一母线电压值；分别根据当前母线电压值和第一母线电压值确定各储能单元的第一控制电压值和第二控制电压值；根据各储能单元的第一单元转换效率和第二单元转换效率的变化值，以及储能系统的系统转换效率变化量是否大于预设的转换效率阈值，对各储能单元的功率转换器进行控制。本发明实施例提供的技术方案，考虑电网波动以及后级并网逆变器运行的影响来设置储能装置的控制电压，并根据储能装置中各储能单元的soc值对储能单元进行控制电压的分配，提高了储能并网系统中储能装置的功率转换效率。

技术特征：

1.一种储能并网系统的并网控制方法，其特征在于，所述储能并网系统包括若干个储能单元、以及与储能单元的输出通过直流电压母线连接的并网逆变器，所述方法包括步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s14中，根据各储能单元的第一单元转换效率和第二单元转换效率的变化值，以及储能系统的系统转换效率变化量是否大于预设的转换效率阈值，对各储能单元的功率转换器进行控制，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s11中，根据如下公式确定直流电压母线的初始母线电压值：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤s13中，根据如下公式确定各储能单元的控制电压值：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一单元转换效率为各储能单元的输出电压值为第一控制电压值时，该储能单元的功率转换器的功率转换效率；所述第二单元转换效率为各储能单元的输出电压值为第二控制电压值时，该储能单元的功率转换器的功率转换效率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述变化值为该储能单元的第二单元转换效率减去第一单元转换效率的差值。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤s142中，储能系统的系统转换效率根据如下公式确定：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述储能系统的系统转换效率变化量为第二系统转换效率减去第一系统转换效率的差值。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一系统转换效率为并网逆变器的直流电压为当前母线电压值，各储能单元的输出电压值为第一控制电压值时对应的系统转换效率；所述第二系统转换效率为并网逆变器的直流电压为第二母线电压值，各储能单元的输出电压值为第二控制电压值时对应的系统转换效率。

10.一种储能并网系统的并网控制装置，其特征在于，所述储能并网系统包括若干个储能单元、以及与储能单元的输出通过直流电压母线连接的并网逆变器，所述装置包括：

技术总结
本发明实施例涉及一种储能并网系统的并网控制方法及装置，所述方法包括步骤：确定直流电压母线的初始母线电压值，作为当前母线电压值；在当前母线电压值的基础上增加第一电压变量，得到第一母线电压值；分别根据当前母线电压值和第一母线电压值确定各储能单元的第一控制电压值和第二控制电压值；根据各储能单元的第一单元转换效率和第二单元转换效率的变化值以及储能系统的系统转换效率变化量，对各储能单元的功率转换器进行控制。本发明实施例提供的技术方案，考虑电网波动以及后级并网逆变器运行的影响来设置储能装置的控制电压，提高了储能并网系统中储能装置的功率转换效率。

技术研发人员：郭傅傲,白显圣,陈雨蒙,黄敏丽,侯利军,王强,王长磊,王永强,赵金泉,王德友,李忠
受保护的技术使用者：上海勘测设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15