一种DCDC建母线的储能控制方法与流程

本发明涉及液流储能系统控制，特别是涉及一种dcdc建母线的储能控制方法。

背景技术：

1、在当前能源结构转型的背景下，发展大容量电池储能显得至关重要，液流电池由于高扩展性、高安全性，特别适合用在大型储能场景；全钒液流电池是一种技术较为年轻的新型储能技术，特别适用于对安全要求高和储能容量需要灵活调整的应用场合，其基本原理为：将具有不同价态的钒离子溶液(正极vo2+/vo2+、负极v2+/v3+)分别储存正极和负极电解液储罐中，通过外接泵体单独向电池模块提供正、负极电解液，正负极电解液在电池内部由隔膜隔开，在发生氧化还原反应后，各自返回自身储罐，如此不断循环，完成电能与化学能的相互转换；

2、目前的液流电池技术，电池堆的单节直流电压相对较低，通过增加节数的方式可以将单堆电压增高、然后通过串联电堆的方式将串联直流总电压升高，这种方式可以将直流电压升至逆变器(pcs)正常使用的电压区间，将电堆电压直接串联至满足逆变器(pcs)并网直流电压区间，直流电压值至少在600v以上，当前储能市场主流的逆变器(pcs)直流侧电压适配区间在dc600v-1000v，要直接适配主流逆变器(pcs)的电压区间，所以将电堆总电压必须升至大于600v；针对液流系统的特性，电堆电压在充电或放电过程会有很大的电压值波动，充电时会将电堆电压值激化升高，放电时会将电堆电压值激化降低，这就导致系统直流电压存在很大的波动，逆变器(pcs)在运行时直流侧需要一个稳定的电压源，来满足逆变器(pcs)的正常工作，通过串联直流侧电堆来提高直流电压值，匹配更合理的电压区间，是保证逆变器(pcs)稳定运行的基础，但液流电池系统的特性决定串联电压不能过高，超出合理的电压值，会增加漏电流，导致系统的安全性、效率都会降低，上述液流系统特性决定通过直接将电堆系统电压升至逆变器(pcs)工作电压的方式存在弊端，所以现在液流储能不能像锂电储能系统一样，直流侧电压可以满足直接与逆变器(pcs)匹配，锂电储能系统采用单级逆变器(pcs)运行模式；根据液流储能的特点，使用在安全要求高，储电容量大，储电时间长的场景是最合适的选择之一，在实际使用中，系统的运行稳定性控制，要求操作设备的逻辑简单化，特别是通过设备的操作，需满足电网对储能系统的有功输出、无功输出的调度等至关重要；

3、公开号为cn 216981520 u的专利方案中提出了一种大型液流电池储能系统及储能系统的直流变换装置，利用直流变换器(dcdc)设备升压将电池组电压统一升高至1500kv共母线运行的模式，来增加储能电站运行的稳定性同时减少系统维护和初期投入成本的方法，但该方案未在电站无功输出及实际调度的控制运行逻辑上作详细说明，没有提出完整的逻辑控制方法；

4、公开号为cn 114362529a的专利方案中提出了用于直流微电网储能双向dc/dc变换器的控制方法，通过控制直流变换器(dcdc)直流模块运行状态，来平衡由于多个电池系统不一致性造成的系统不稳定性，改善液流储能电池组由于差异引起的设备不均衡造成的故障停机，但该方案提出涉及直流微网控制模式的方法，而目前储能电站还是以交流组网模式运行；

5、公开号为cn 114884078 a的专利方案中提出了无功补偿与储能一体化的高压直挂系统，该方案基于风电或光伏发电直接并网，在有功输出调整做无功输出时，实时监控多模块并根据模块对应soc荷电状态，控制设备做无功电压支撑、谐波污染治理以及功率振荡阻尼等功能，但该方案在液流储能系统由于响应时间受限于电解液必须在正常流量循环下，才能执行放电控制，该方案使用在液流储能领域控制上会更加繁琐，增加故障点，影响系统的稳定性运行；

6、综上，我们提出一种dcdc建母线的储能控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种dcdc建母线的储能控制方法，以解决技术背景中提出的问题。

2、本发明是通过以下技术方案实现的：

3、本发明为一种dcdc建母线的储能控制方法，在电网调度储能系统无功输出时，在不增加现有储能逆变控制运行设备的前提下，完成设备电网无功调度，包括如下步骤：

4、步骤1：在系统充电时，通过逆变器pcs建直流母线电压，直流母线与直流变换器dcdc高压侧连接，设备低压侧与储能电池系统连接；

5、步骤2：上述步骤1中，直流变换器dcdc根据实际运行需求，在直流恒功率模式、直流恒流模式、直流恒压模式下运行，通过低压侧控制输出直流电压给电池系统充电，保证设备正常充电运行；

6、步骤3：在系统放电时，通过直流变换器dcdc，将储能电池系统电压升高，建立直流母线电压，直流高压侧与逆变器pcs直流侧连接；

7、步骤4：上述步骤3中，逆变器pcs根据电站实际运行调度需求，在恒定并网交流恒功率模式，后逆变并网；

8、步骤5：在电站调度无功输出时，同上述步骤3，运行在相同模式下，逆变器pcs作无功输出设备，电站作无功调度。

9、优选地，本发明包括液流储能电池系统，通过所述液流储能电池系统，在充电和放电过程切换建立直流母线电压设备运行状态，采用双级模式运行，即逆变器pcs+直流变换器dcdc的运行控制模式，完成充电、放电的运行逻辑控制。

10、优选地，所述步骤3中逆变器pcs作无功输出设备，电站作无功调度，满足电站无功电压支撑、谐波污染治理以及功率振荡阻尼的功能需求。

11、本发明具有以下有益效果：

12、本发明dcdc建母线的储能控制方法，储能电站在作无功补偿输出时，通过直流变换器(dcdc)建母线电压的方式，逆变器(pcs)作无功补偿输出设备，调节电网平衡。

13、当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

技术特征：

1.一种dcdc建母线的储能控制方法，其特征在于，在电网调度储能系统无功输出时，在不增加现有储能逆变控制运行设备的前提下，完成设备电网无功调度，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种dcdc建母线的储能控制方法，其特征在于，包括液流储能电池系统，通过所述液流储能电池系统，在充电和放电过程切换建立直流母线电压设备运行状态，采用双级模式运行，即逆变器pcs+直流变换器dcdc的运行控制模式，完成充电、放电的运行逻辑控制。

3.根据权利要求1所述的一种dcdc建母线的储能控制方法，其特征在于，所述步骤3中逆变器pcs作无功输出设备，电站作无功调度，满足电站无功电压支撑、谐波污染治理以及功率振荡阻尼的功能需求。

技术总结
本发明公开了一种DCDC建母线的储能控制方法，涉及液流储能系统控制技术领域。本发明在系统充电时，通过逆变器PCS建直流母线电压，直流母线与直流变换器DCDC高压侧连接，设备低压侧与储能电池系统连接，直流变换器DCDC根据实际运行需求，在直流恒功率模式、直流恒流模式、直流恒压模式下运行，通过低压侧控制输出直流电压给电池系统充电，保证设备正常充电运行；在系统放电时，通过直流变换器DCDC，将储能电池系统电压升高，建立直流母线电压，直流高压侧与逆变器PCS直流侧连接。本发明储能控制方法，储能电站在作无功补偿输出时，通过直流变换器(DCDC)建母线电压的方式，逆变器(PCS)作无功补偿输出设备，调节电网平衡。

技术研发人员：葛帮迎,申华,黄晨
受保护的技术使用者：上海电气（安徽）储能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21