两级式储能变流器协调控制方法、装置及可读存储介质与流程

1.本发明涉及储能领域，具体涉及一种两级式储能变流器协调控制方法、装置及可读存储介质。


背景技术：

2.随着新能源发电所占比例逐年增加，新能源发电已成为主要的发电形式之一。由于光伏发电与风力发电功率的波动性，新能源发电配备储能也是必然趋势。其中，电化学储能为较为成熟的方式之一，然而，锂电池充放电的安全性与可靠性一直是限制其应用的主要原因之一。
3.传统的储能系统采用多簇锂电池直接并联，作为直流电池系统。直流电池系统接入单级式储能变流器（dc/ac），单级式储能变流器做为锂电池系统与电网的桥梁，既可以进行电池系统的充电，也可以对电池系统进行放电，从而实现电能的存储与释放。
4.由于传统储能系统中的直流电池簇直接并联，簇与簇之间的能量难以均衡，导致并联环流的产生。为了解决簇与簇之间的能量一致性问题，近期提出了一簇以管理的簇级均衡方案，通过簇级增加dc/dc变流器，与dc/ac变流器组合形成两级式储能变流器系统。
5.现阶段两级式储能变流器采用主从模式，设备启动后，其中一台dc/dc输出作为电压源，输出设定电压。dc/ac检测到直流电压满足工作电压后，启动运行，根据功率运行指令，进行充放电运行，在功率变化过程中，通过通信的方式进行dc/dc从机的功率分配。由于通信的时间差，导致dc/dc变流器输出功率与dc/ac变流器输出功率不能完全协调，容易出现直流电压飞升或突降的情况。
6.上述问题是目前亟待解决的。


技术实现要素：

7.本发明的目的是提供一种两级式储能变流器协调控制方法、装置及可读存储介质。
8.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种两级式储能变流器协调控制方法，包括：对电池簇中每一个电池组配备一个dc/dc变流器；将多个dc/dc变流器输出并联在直流母线上，并接入dc/ac变流器上；调节dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率，使dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率进行自动均衡。
9.进一步的，所述调节dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率，使dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率进行自动均衡的步骤包括：监测每个dc/dc变流器的功率，并对dc/dc的电压进行调节；监测直流母线电压，并对dc/ac变流器的功率进行调节。
10.进一步的，所述监测每个dc/dc变流器的功率，并对dc/dc的电压进行调节的步骤
包括：在两级式储能变流器放电时，dc/ac变流器的放电功率增大，dc/dc变流器的功率也随之增大，此时，控制dc/dc变流器的电压下降，且在dc/ac变流器的放电功率最大时，控制dc/dc变流器的电压下降到dc/dc电压下降下限；在两级式储能变流器充电时，dc/ac变流器的充电功率增大，dc/dc变流器的功率也随之增大，此时，控制dc/dc变流器的电压上升，且在dc/ac变流器的充电功率最大时，控制dc/dc变流器的电压上升到dc/dc电压上升上限。
11.进一步的，所述监测每个dc/dc变流器的功率，并对dc/dc的电压进行调节的步骤，即：设置dc /dc额定电压；接收dc/dc电压上升上限以及dc/dc电压下降下限；获取dc/dc变流器的最大功率；依据额定电压、dc/dc电压上升上限、dc/dc电压下降下限、dc/dc变流器的最大充电功率以及dc/dc变流器的最大放电功率构建dc/dc变流器功率控制曲线；监测dc/dc变流器的功率，依据dc/dc变流器功率控制曲线获取dc/dc变流器的当前功率所对应的dc/dc电压；依据获取的dc/dc电压，对实际的dc/dc电压进行调节。
12.进一步的，所述监测直流母线电压，并对dc/ac变流器的功率进行调节的步骤包括：监测直流母线电压；设定dc/ac变流器额定功率、直流母线额定电压、直流母线电压上限以及直流母线电压下限；依据监测直流母线电压、dc/ac变流器额定功率、直流母线额定电压、直流母线电压上限以及直流母线电压下限对dc/ac变流器的功率进行调节。
13.进一步的，所述依据dc/ac变流器额定功率、直流母线额定电压、直流母线电压上限以及直流母线电压下限对dc/ac变流器的功率进行调节的步骤包括：当监测到的直流母线电压在dc/dc电压下降下限以及dc/dc电压上升上限之间时，控制dc/ac变流器按照dc/ac变流器额定功率运行；当监测到的直流母线电压超过dc/dc电压上升上限时，对dc/ac变流器的功率进行降额，直到直流母线电压达到直流母线电压上限，dc/ac变流器的功率降为0；当监测到的直流母线电压低于dc/dc电压上升上限时，对dc/ac变流器的功率进行降额，直到直流母线电压达到直流母线电压下限，dc/ac变流器的功率降为0。
14.进一步的，所述依据监测直流母线电压、dc/ac变流器额定功率、直流母线额定电压、直流母线电压上限以及直流母线电压下限对dc/ac变流器的功率进行调节，即：依据dc/ac变流器额定功率、直流母线额定电压、直流母线电压上限以及直流母线电压下限对dc/ac变流器的功率构建dc/ac变流器充电以及放电时的功率运行曲线；获取dc/ac变流器充电以及放电时的功率运行曲线中与监测到的直流母线电压对应的dc/ac变流器的功率；依据获取的dc/ac变流器的功率，对实际的dc/ac变流器的功率进行调节。
15.本发明还提供了一种两级式储能变流器协调控制装置，包括：所述两级式储能变流器协调控制装置适于依据如上述的两级式储能变流器协调控制方法对两级式储能变流器的功率进行自动均衡。
16.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储至少一条指令，所述指令由处理器执行时实现如上所述的两级式储能变流器协调控制方法。
17.本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；所述存储器中存储有至少一条指令；所述处理器，通过加载并执行所述指令以实现如上述的两级式储能变流器协调控制方法。
18.本发明的有益效果如下：本发明提供了一种两级式储能变流器协调控制方法、装置及可读存储介质，其中，两级式储能变流器协调控制方法包括：对电池簇中每一个电池组配备一个dc/dc变流器；将多个dc/dc变流器输出并联在直流母线上，并接入dc/ac变流器上；调节dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率，使dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率进行自动均衡。将每一簇的dc/dc变流器根据自身情况，功率均衡输出。同时动态协调dc/dc变流器与dc/ac级变流器功率，使得第一级功率与第二级功率一致或在功率不一致时进行自动均衡，抑制直流电压的非正常波动。而且在单簇电池或多簇电池退出时，dc/ac变流器不会因功率波动导致保护退出，影响其他簇的能量交换。
附图说明
19.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
20.图1是本发明所提供的调节dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率，使dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率进行自动均衡的流程图。
21.图2是本发明所提供的dc/dc变流器功率控制曲线。
22.图3是本发明所提供的dc/dc变流器的电压进行调节的控制图。
23.图4是本发明所提供的dc/ac变流器充电时的功率控制曲线。
24.图5是本发明所提供的dc/ac变流器放电时的功率控制曲线。
25.图6是本发明所提供的dc/ac变流器的功率进行调节的控制图。
26.图7是本发明所提供的电子设备的部分原理框图。
具体实施方式
27.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
28.实施例1本实施例提供了一种两级式储能变流器协调控制方法，将每一簇的dc/dc变流器根据自身情况，功率均衡输出。同时动态协调dc/dc变流器与dc/ac级变流器功率，使得第一级功率与第二级功率一致或在功率不一致时进行自动均衡，抑制直流电压的非正常波动。而且在单簇电池或多簇电池退出时，dc/ac变流器不会因功率波动导致保护退出，影响其他簇的能量交换。
29.具体来说，先构建两级式储能变流器，对电池簇中每一个电池组配备一个dc/dc变流器；将多个dc/dc变流器输出并联在直流母线上，并接入dc/ac变流器上。然后，调节dc/dc
变流器与dc/ac变流器的功率，使dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率进行自动均衡。
30.请参阅图1，调节dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率，使dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率进行自动均衡的步骤包括以下步骤：s110：监测每个dc/dc变流器的功率，并对dc/dc的电压进行调节。
31.具体来说，步骤s110包括以下步骤：s111：在两级式储能变流器放电时，dc/ac变流器的放电功率增大，dc/dc变流器的功率也随之增大，此时，控制dc/dc变流器的电压下降，且在dc/ac变流器的放电功率最大时，控制dc/dc变流器的电压下降到dc/dc电压下降下限；s112：在两级式储能变流器充电时，dc/ac变流器的充电功率增大，dc/dc变流器的功率也随之增大，此时，控制dc/dc变流器的电压上升，且在dc/ac变流器的充电功率最大时，控制dc/dc变流器的电压上升到dc/dc电压上升上限。
32.具体来说，本实施例中，通过以下方式对dc/dc的电压进行调节：设置dc /dc额定电压；接收dc/dc电压上升上限以及dc/dc电压下降下限；获取dc/dc变流器的最大功率；依据额定电压、dc/dc电压上升上限、dc/dc电压下降下限、dc/dc变流器的最大充电功率以及dc/dc变流器的最大放电功率构建dc/dc变流器功率控制曲线（如图2所示）；监测dc/dc变流器的功率，依据dc/dc变流器功率控制曲线获取dc/dc变流器的当前功率所对应的dc/dc电压；依据获取的dc/dc电压，对实际的dc/dc电压进行调节。具体来说，dc/dc变流器的电压进行调节的控制图如图3所示。
33.在充放电过程中，随着充电和放电功率的不同，使用上升和下降法控制输出功率的均衡，解决多dc/dc并联功率均分问题。
34.s120：监测直流母线电压，并对dc/ac变流器的功率进行调节。
35.具体来说，步骤s120包括以下步骤：s121：监测直流母线电压；s122：设定dc/ac变流器额定功率、直流母线额定电压、直流母线电压上限以及直流母线电压下限；s123：依据监测直流母线电压、dc/ac变流器额定功率、直流母线额定电压、直流母线电压上限以及直流母线电压下限对dc/ac变流器的功率进行调节。
36.其中，步骤s123包括：当监测到的直流母线电压在dc/dc电压下降下限以及dc/dc电压上升上限之间时，控制dc/ac变流器按照dc/ac变流器额定功率运行；当监测到的直流母线电压超过dc/dc电压上升上限时，对dc/ac变流器的功率进行降额，直到直流母线电压达到直流母线电压上限，dc/ac变流器的功率降为0；当监测到的直流母线电压低于dc/dc电压上升上限时，对dc/ac变流器的功率进行降额，直到直流母线电压达到直流母线电压下限，dc/ac变流器的功率降为0。
37.具体来说，本实施例中，通过以下方式对dc/ac变流器的功率进行调节：依据dc/ac变流器额定功率、直流母线额定电压、直流母线电压上限以及直流母线电压下限对dc/ac变流器的功率构建dc/ac变流器充电以及放电时的功率运行曲线（如图4以及图5所示）；获取dc/ac变流器充电以及放电时的功率运行曲线中与监测到的直流母线电压对应的dc/ac变流器的功率；依据获取的dc/ac变流器的功率，对实际的dc/ac变流器的功率进行调节。通过在dc/ac变流器侧增加功率运行曲线，动态协调dc/dc变流器与dc/ac级
变流器功率，使得第一级功率与第二级功率一致或在功率不一致时进行自动均衡，抑制直流电压的非正常波动。
38.具体来说，dc/ac变流器的功率进行调节的控制图如图6所示。
39.实施例2本实施例提供了一种两级式储能变流器协调控制装置， 所述两级式储能变流器协调控制装置适于依据如实施例1所提供的两级式储能变流器协调控制方法对两级式储能变流器的功率进行自动均衡。
40.控制过程如下：在两级式储能变流器上电初期，dc/ac变流器会下发设置电压指令，设置dc /dc额定电压、dc/dc电压上升上限、dc/dc电压上升上限、直流母线电压上限以及直流母线电压下限。
41.dc/ac变流器下发启动指令，每簇的dc/dc变流器启动运行，直流输出设置的dc /dc额定电压，dc/ac变流器收到每簇的dc/dc变流器已经完成启动命令后，dc/ac变流器并网运行。
42.dc/ac变流器根据电网调度指令充电或放电运行，输出或吸收功率。
43.当放电运行时，根据实施例1中两级式储能变流器协调控制方法，对两级式储能变流器进行控制，即，随着dc/ac变流器输出功率增大，控制dc/dc变流器的电压下降，dc/dc变流器根据电压下降值，增加dc/dc变流器输出功率，从而使各个模块的功率基本均衡。
44.当调度下发功率加大时，此时如果dc/dc变流器功率满足不了dc/ac变流器功率需要，直流母线电压小于dc/dc电压下降下限，dc/ac变流器开始降额运行，如果直流母线电压一直降低到直流母线电压下限时，dc/ac变流器功率降低为0。
45.当充电运行时，根据实施例1中两级式储能变流器协调控制方法，对两级式储能变流器进行控制，即，dc/ac变流器的充电功率增大，dc/dc变流器的功率也随之增大，此时，控制dc/dc变流器的电压上升，dc/dc变流器根据直流电压上升值，增加dc/dc变流器输入功率，各个模块的功率基本均衡。
46.当调度下发充电功率加大时，此时如果dc/dc变流器功率满足不了dc/ac变流器功率需要，直流母线电压大于dc/dc电压上升上限，dc/ac变流器开始降额运行，如果直流母线电压一直升高到直流母线电压上限时，dc/ac变流器功率降低为0。
47.实施例3本实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储至少一条的指令，所述指令由处理器执行时实现如上述的两级式储能变流器协调控制方法。
48.两级式储能变流器协调控制方法：先构建两级式储能变流器，对电池簇中每一个电池组配备一个dc/dc变流器；将多个dc/dc变流器输出并联在直流母线上，并接入dc/ac变流器上。然后，调节dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率，使dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率进行自动均衡。将每一簇的dc/dc变流器根据自身情况，功率均衡输出。同时动态协调dc/dc变流器与dc/ac级变流器功率，使得第一级功率与第二级功率一致或在功率不一致时进行自动均衡，抑制直流电压的非正常波动。而且在单簇电池或多簇电池退出时，dc/ac变流器不会因功率波动导致保护退出，影响其他簇的能量交换。
49.实施例4
请参阅图7，本实施例提供了一种电子设备，包括：存储器502和处理器501；所述存储器502中存储有至少一条程序指令；所述处理器501，通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如上述的两级式储能变流器协调控制方法。
50.存储器502和处理器501采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器501和存储器502的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器501处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器501。
51.处理器501负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器502可以被用于存储处理器501在执行操作时所使用的数据。
52.综上所述，本发明提供了一种两级式储能变流器协调控制方法、装置及可读存储介质，其中，两级式储能变流器协调控制方法包括：对电池簇中每一个电池组配备一个dc/dc变流器；将多个dc/dc变流器输出并联在直流母线上，并接入dc/ac变流器上；调节dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率，使dc/dc变流器与dc/ac变流器的功率进行自动均衡。将每一簇的dc/dc变流器根据自身情况，功率均衡输出。同时动态协调dc/dc变流器与dc/ac级变流器功率，使得第一级功率与第二级功率一致或在功率不一致时进行自动均衡，抑制直流电压的非正常波动。而且在单簇电池或多簇电池退出时，dc/ac变流器不会因功率波动导致保护退出，影响其他簇的能量交换。
53.本技术中选用的各个器件（未说明具体结构的部件）均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。并且，本技术所涉及的软件程序均为现有技术，本技术不涉及对软件程序作出任何改进。
54.在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
55.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
56.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨
论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
57.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
58.另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
59.以上述依据本发明的理想实施例为启示，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。