混合储能系统的控制方法和混合储能系统与流程

本发明涉及电能存储系统，尤其是涉及一种混合储能系统的控制方法和混合储能系统。

背景技术：

1、相关技术中，现有混合储能系统多采用交流侧并联方案，即飞轮储能系统与电池储能系统各自配置独立的储能变流器，在交流低压侧并联汇流至升压变压器并入电网，电网侧的高频功率波动通过交流母线同时作用于飞轮储能系统与电池储能系统分别对应的储能变流器，以使得电池储能系统会承受高频充放电冲击，从而导致电池储能系统的容量加速衰减。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种混合储能系统的控制方法，采用该方法可以避免电池储能系统承受高频充放电冲击而导致容量加速衰减的问题。

2、为了解决上述问题，本发明第一方面实施例提供一种混合储能系统的控制方法，所述混合储能系统包括直流母线、网侧变流器、飞轮储能系统和电池储能系统，其中，所述网侧变流器的直流侧连接所述直流母线，所述网侧变流器的交流侧用于连接电网或负载，所述飞轮储能系统通过飞轮变流器接入所述直流母线，所述电池储能系统接入所述直流母线，且与所述飞轮储能系统在直流侧并联，所述控制方法包括：在启动后，所述网侧变流器将所述直流母线的电压稳定至额定值；所述飞轮变流器持续监测所述直流母线上的电压变化率，当所述电压变化率的绝对值超过第一阈值时，所述飞轮储能系统进入暂态响应模式，在所述暂态响应模式下，所述飞轮储能系统自主地释放或吸收功率以平抑所述直流母线的电压波动；所述电池储能系统持续监测所述直流母线上的趋势性电压偏差，当所述趋势性电压偏差的绝对值超过第二阈值且持续时间超过预设时间时，所述电池储能系统进入稳态调节模式，在所述稳态调节模式下，所述电池储能系统自主地进行持续的充放电调节，其中，所述趋势性电压偏差为所述直流母线上的实际电压相对于所述额定值的偏差。

3、根据本发明实施例的混合储能系统的控制方法，当直流母线的电压变化率较大时，控制飞轮储能系统自主地释放或吸收功率以平抑直流母线的电压波动，当直流母线上的趋势性电压偏差较大时，控制电池储能系统自主地进行持续的充放电调节，从而避免电池储能系统会承受高频充放电冲击而导致容量加速衰减的问题，也能避免混合储能系统存在趋势性的功率不平衡的情况。

4、在一些实施例中，还包括：当所述电压变化率的绝对值未超过所述第一阈值时，所述飞轮储能系统维持待机状态或者执行上级系统下发的平滑调度指令；当所述趋势性电压偏差的绝对值未超过所述第二阈值或持续时间未达到所述预设时间时，所述电池储能系统维持浮充状态或者执行上级系统下发的平滑调度指令。

5、在一些实施例中，在所述暂态响应模式下，所述控制方法包括：当所述电压变化率为负值时，所述飞轮储能系统释放储存的能量向所述直流母线注入功率；当所述电压变化率为正值时，所述飞轮储能系统吸收所述直流母线上的盈余功率。

6、在一些实施例中，在所述稳态调节模式下，所述控制方法包括：当滤波后的趋势性电压偏差为负值时，所述电池储能系统放电以补偿持续的功率缺额；当滤波后的趋势性电压偏差为正值时，所述电池储能系统充电以吸收持续的功率盈余。

7、在一些实施例中，所述方法还包括：当所述飞轮储能系统的荷电状态低于预设下限值时，所述飞轮储能系统退出所述暂态响应模式，并由所述电池储能系统补偿所述飞轮储能系统能量恢复所需的功率；当所述飞轮储能系统的荷电状态高于预设上限值时，所述飞轮储能系统停止吸收功率，所述直流母线上的盈余功率由所述电池储能系统回馈至所述直流母线。

8、在一些实施例中，还包括：当所述混合储能系统运行于构网模式时，所述网侧变流器切换至虚拟同步机控制策略，以主动构建并网点的电压和频率参考；所述飞轮储能系统基于本地检测的电压变化率自主提供惯量响应与阻尼；所述电池储能系统基于本地检测的趋势性电压偏差提供同步所需的持续能量。

9、在一些实施例中，还包括：当所述电压变化率的绝对值超过故障判定阈值时，所述飞轮储能系统立即停止出力并触发直流保护装置动作。

10、本发明第二方面实施例提供一种混合储能系统，包括：直流母线；飞轮储能系统，所述飞轮储能系统通过飞轮变流器接入所述直流母线，所述飞轮储能系统配置为基于本地检测的直流母线上的电压变化率，在所述电压变化率的绝对值超过第一阈值时，自主地释放或吸收功率以平抑所述直流母线的电压波动；电池储能系统，所述电池储能系统接入所述直流母线，且与所述飞轮储能系统在直流侧并联，所述电池储能系统配置为基于本地检测的直流母线的趋势性电压偏差，在所述趋势性电压偏差的绝对值超过第二阈值且持续时间超过预设时间时，自主地进行持续的充放电调节；网侧变流器，所述网侧变流器的直流侧连接所述直流母线，所述网侧变流器的交流侧用于连接电网或负载，以补偿所述直流母线的持续功率不平衡。

11、根据本发明实施例的混合储能系统，通过执行上述实施例的混合储能系统的控制方法，可以避免电池储能系统承受高频充放电冲击而导致容量加速衰减的问题。

12、在一些实施例中，所述混合储能系统还包括升压舱，所述升压舱内设有升压变压器，所述网侧变流器的交流侧经所述升压变压器连接至所述电网。

13、在一些实施例中，所述飞轮储能系统包括多个飞轮单元，所述混合储能系统还包括：飞轮变流舱，所述飞轮变流舱被划分为变流室和飞轮室，所述变流室和所述飞轮室之间设置有防火结构，所述变流室内用于集成所述网侧变流器，所述飞轮室内采用去柜体化的开放式安装架构密集布置多个所述飞轮单元，所述多个飞轮单元的直流输出汇总后连接至所述直流母线，以及，所述飞轮室的上方还设置有水风换热系统和制动电阻，用于对飞轮单元进行散热和能量耗散制动。

14、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.一种混合储能系统的控制方法，其特征在于，所述混合储能系统包括直流母线、网侧变流器、飞轮储能系统和电池储能系统，其中，所述网侧变流器的直流侧连接所述直流母线，所述网侧变流器的交流侧用于连接电网或负载，所述飞轮储能系统通过飞轮变流器接入所述直流母线，所述电池储能系统接入所述直流母线，且与所述飞轮储能系统在直流侧并联，所述控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的混合储能系统的控制方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的混合储能系统的控制方法，其特征在于，在所述暂态响应模式下，所述控制方法包括：

4.根据权利要求1所述的混合储能系统的控制方法，其特征在于，在所述稳态调节模式下，所述控制方法包括：

5.根据权利要求1所述的混合储能系统的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求1所述的混合储能系统的控制方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求1所述的混合储能系统的控制方法，其特征在于，还包括：

8.一种混合储能系统，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的混合储能系统，其特征在于，所述混合储能系统还包括升压舱，所述升压舱内设有升压变压器，所述网侧变流器的交流侧经所述升压变压器连接至所述电网。

10.根据权利要求8所述的混合储能系统，其特征在于，所述飞轮储能系统包括多个飞轮单元，所述混合储能系统还包括：