一种混合式储能变流器能量调配控制方法与流程

本发明涉及电力电子功率变换技术领域与微电网运行控制领域，尤其涉及一种混合式储能变流器能量调配方法。

背景技术：

储能变流器作为微电网的重要组成部分，用以在电网与储能单元之间实现能量交换。由于储能单元的多样性及储能单元在性能、容量、荷电状态等方面的不同特点，用以转换能量的储能变流器可具备多个储能单元储能装置，形成混合式储能变流器，以满足不同电网调度情况下的能源调度需求，以提高微电网内部功率波动抑制能力、提高微电网电压随机波动抑制能力。而对于多个储能单元同时工作于同一储能变流器时，如何解决多个储能单元参与能量调配工作的优先级问题，目前尚没有较好的解决方案。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，提供一种通过判断各储能单元荷电状态、充放电能力及储能系统所需调配瞬时功率大小对各种储能单元进行能量分配，可对混合储能变流器的各个能量存储单元进行有效地调配的能量调配控制方法，本发明提供以下技术方案：

一种混合式储能变流器能量调配控制方法，包括以下步骤：

(1)、按固定的周期获取各储能单元的充放电能力值Q₁、Q₂…Q_i…Q_N、荷电状态值SOC₁、SOC₂…SOC_i…SOC_N(N为储能单元个数，1≤i≤N)、以及当前储能变流器所需调配总充放电能力Q_z；

(2)、根据计算得出影响因子E_i，其中x为SOC_i的影响系数，其取值为：

(3)、按照冒泡法对N个影响因子进行从小到大的排序，并按照排序结果得出重新排列的储能单元顺序Q’₁、Q’₂…Q’₃…Q’_N；

(4)、根据充放电模式组合所需选用的储能单元，当储能变流器需进行充电时，从影响因子最小的单元进行组合，其组合需满足：其中0＜k≤N，直到满足功率调配需求或全部储能单元已全部调配完为止；当储能变流器需进行放电时，从影响因子最大的单元进行组合，其组合需满足：其中0＜k≤N，直到满足功率调配需求或全部储能单元全部调配完为止。

进一步的，包括一个AC/DC单元、不少于两个的双向DC/DC单元、分别与双向DC/DC单元连接的储能单元、控制器以及系统调度模块；所述AC/DC单元交流侧通过开关与电网或者负载连接、直流侧通过直流母线与DC/DC单元连接，且各DC/DC单元之间并联；所述控制器通过通讯总线分别连接AC/DC各储能单元，通过信号线与AC/DC单元、各双向DC/DC单元连接；所述系统调度模块通过RS485/或以太网与控制器连接，将指令发送至控制器。

进一步的，所述通讯总线为RS485或CAN总线中的一种。

进一步的，所述系统调度模块为能量管理系统或上位机中的一种。

本发明的有益效果在于：通过判断各储能单元荷电状态、充放电能力及储能系统所需调配瞬时功率大小对各种储能单元进行能量分配，可对混合储能变流器的各个能量存储单元进行有效地调配；对于同类型的储能单元能够获得较好的充放电一致性，不同类型的储能单元将会按优先级先后进行充电或放电。

附图说明

图1、本发明的能量调配控制方法的调配流程图。

图2、采用本发明的能量调配控制方法的混合式储能变流器结构示意图。

具体实施方式

采用如图2所示的混合式储能变流器进行能量调配控制，所述混合式储能变流器包括一个AC/DC单元、不少于两个的双向DC/DC单元、分别与双向DC/DC单元连接的储能单元、控制器以及系统调度模块；所述AC/DC单元交流侧通过开关与电网或者负载连接、直流侧通过直流母线与DC/DC单元连接，且各DC/DC单元之间并联；所述控制器通过通讯总线分别连接AC/DC各储能单元，通过信号线为AC/DC单元、各双向DC/DC单元提供驱动信号；所述系统调度模块通过RS485/或以太网与控制器连接，将指令发送至控制器；所述系统调度模块可以时能量管理系统或是上位机。

上述混合式储能变流器的能量调配控制流程如图1所示，开始时控制器通过图2中的通讯总线采集每个储能单元的充放电能力与荷电状态，计算N个储能单元的影响因子，对N个储能单元的影响因子通过冒泡法进行排序，判断系统指令是充电还是放电；

如果系统指令为充电，N个影响因子中，先选择最小的一个优先作为充电储能单元，如该储能单元不能满足要求，则在N-1个影响因子中，选择影响因子最小的一个储能单元与第一个储能单元组合，以此类推，直到选择的储能单元组合满足系统充电指令需求；

如果系统指令为放电，则在N-1个影响因子中，先选择最大的一个优先作为放电储能单元，如该储能单元不能满足要求，则在N-1个影响因子中，选择影响因子最大的一个储能单元与第一个储能单元组合，以此类推，直到选择的储能单元满足系统放电指令需求。

以上述依据本发明理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。