基于组串式储能的双支路并联控制方法和相关设备与流程

本技术涉及电池储能，尤其涉及一种基于组串式储能的双支路并联控制方法和相关设备。

背景技术：

1、随着新能源发电规模持续扩大，电化学储能系统在电网侧、用户侧及新能源配储领域应用愈发广泛，现有主流架构分为集中式与组串式两类。集中式架构因多簇电池并联接入大功率pcs，存在簇间环流、系统利用率受限及单点故障影响范围大等问题，组串式架构则因每簇电池独立接入pcs支路，规避了簇间环流，成为主流应用方案。但传统组串式储能系统仍存在诸多技术短板：故障隔离不彻底，单支路pcs故障会导致整簇电池直接退出运行，故障损失率高；无法根据电池状态动态调整支路运行策略，系统利用率难以提升；单支路功率固定，功率颗粒度粗，无法实现精细化功率调度；且故障支路需停机检修，维护成本高，严重影响系统整体可用性。这些缺陷制约了组串式储能系统的性能提升与规模化应用。

2、综上，相关技术中存在的技术问题有待得到改善。

技术实现思路

1、本技术实施例的主要目的在于提出一种基于组串式储能的双支路并联控制方法和相关设备，能够大幅降低故障损失，提升系统利用率，精细化调度功率。

2、为实现上述目的，本技术实施例的一方面提出了一种基于组串式储能的双支路并联控制方法，所述方法应用于组串式双支路储能系统，所述组串式双支路储能系统包括多个电池簇、多个双支路储能变流器和协调控制器，每台所述电池簇均设置有所述双支路储能变流器；所述方法包括以下步骤：

3、获取所述电池簇的电池簇参数和所述双支路储能变流器的储能变流器参数；

4、根据所述电池簇参数、所述储能变流器参数和系统功能需求进行耦合计算，得到双支路动态功率分配比例、故障判定结果和运行模式切换指令；其中，所述双支路动态功率分配比例用于正常工况支路出力调控；

5、对所述故障判定结果和所述运行模式切换指令进行逻辑响应，得到支路实际运行工况；

6、根据所述电池簇参数、所述支路实际运行工况和外部电网调度指令进行综合求解，得到最优功率分配策略。

7、在一些实施例中，单台所述双支路储能变流器包括两条相互并联的功率支路；

8、两条所述功率支路的直流侧和交流侧均并联布置；

9、每条所述功率支路设置有固态开关和断路器；

10、所述电池簇的正负极母线分别与两条所述功率支路的所述直流侧连接；

11、两条所述功率支路的所述交流侧的输出端经变压器升压后接入电网。

12、在一些实施例中，所述电池簇参数包括电压、电流、温度和荷电状态参数；

13、所述储能变流器参数包括运行状态、故障状态和温度状态数据。

14、在一些实施例中，所述对所述故障判定结果和所述运行模式切换指令进行逻辑响应，得到支路实际运行工况；包括以下步骤：

15、根据所述故障判定结果对支路故障类型进行匹配识别，得到支路故障特征信号；

16、根据所述支路故障特征信号和所述运行模式切换指令对支路执行逻辑进行匹配赋值，得到故障支路隔离执行信号和目标运行模式标识；

17、根据所述故障支路隔离执行信号进行信号同步启动功率预补偿算法，并根据所述目标运行模式标识对健康支路输出功率进行实时补偿调控，得到支路实际运行工况；

18、其中，所述支路故障类型包括支路电流异常、绝缘栅双极管故障和通讯故障。

19、在一些实施例中，所述运行模式切换指令的运行模式包括双支路均分模式、双支路比例分配模式和单支路独立运行模式；

20、当所述双支路储能变流器的两条功率支路无故障时，根据所述双支路动态功率分配比例选择启用所述双支路均分模式或所述双支路比例分配模式；

21、当所述双支路储能变流器的任意一条所述功率支路存在故障时，输出所述单支路独立运行模式的所述运行模式切换指令，切断故障的所述功率支路，由无故障的所述功率支路承载所述电池簇的输出功率。

22、在一些实施例中，所述根据所述电池簇参数、所述储能变流器参数和系统功能需求进行耦合计算，得到双支路动态功率分配比例，包括以下步骤：

23、根据所述电池簇参数和所述储能变流器参数对所述组串式双支路储能系统的总功率需求进行运算求解，得到总功率需求数值；

24、根据所述总功率需求数值结合当前所述功率支路的运行工况对所述功率支路的分配逻辑进行匹配判定，得到功率分配系数；

25、根据所述功率分配系数对所述总功率需求数值进行分路运算和修正所述功率分配系数，得到所述双支路动态功率分配比例；

26、其中，所述双支路均分模式的所述功率分配系数设置固定预设值；所述双支路比例分配模式通过查询支路效率曲线计算得到所述功率分配系数；所述单支路独立运行模式下调低过载的所述功率支路的所述功率分配系数。

27、在一些实施例中，所述根据所述电池簇参数、所述储能变流器参数和系统功能需求进行耦合计算，得到故障判定结果和运行模式切换指令，包括以下步骤：

28、根据所述电池簇参数和所述储能变流器参数对预设故障阈值进行比对校验，得到支路故障触发标识；

29、根据所述支路故障触发标识对支路故障事件进行有效性确认判定；

30、当存在所述支路故障触发标识时，则输出所述故障判定结果并下发分断固态开关的故障隔离动作信号；

31、当不存在所述支路故障触发标识时，输出故障清除信号；

32、根据所述故障清除信号对故障支路硬件电气状态进行就绪校验；

33、当校验通过时，则生成切换至所述双支路均分模式或所述双支路比例分配模式；

34、当校验未通过时，则维持所述单支路独立运行模式。

35、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种基于组串式储能的双支路并联控制装置，所述装置应用于组串式双支路储能系统，所述组串式双支路储能系统包括多个电池簇、多个双支路储能变流器和协调控制器，每台所述电池簇均设置有所述双支路储能变流器；所述装置包括：

36、参数获取模块，用于获取所述电池簇的电池簇参数和所述双支路储能变流器的储能变流器参数；

37、耦合计算模块，用于根据所述电池簇参数、所述储能变流器参数和系统功能需求进行耦合计算，得到双支路动态功率分配比例、故障判定结果和运行模式切换指令；其中，所述双支路动态功率分配比例用于正常工况支路出力调控；

38、逻辑响应模块，用于对所述故障判定结果和所述运行模式切换指令进行逻辑响应，得到支路实际运行工况；

39、策略输出模块，用于根据所述电池簇参数、所述支路实际运行工况和外部电网调度指令进行综合求解，得到最优功率分配策略。

40、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现前面所述的方法。

41、为实现上述目的，本技术实施例的另一方面提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前面所述的方法。

42、本技术实施例至少包括以下有益效果：本技术提供基于组串式储能的双支路并联控制方法和相关设备,该方案通过同步采集电池簇参数和储能变流器参数，再结合系统功能需求耦合计算同步输出双支路动态功率分配比例、故障判定结果、运行模式切换指令三类核心控制量，一方面依托动态功率分配比例实现无故障工况下双支路精细化出力调节，可根据支路效率、负载、温度自适应分配功率，提升储能系统整体运行效率；另一方面同步完成故障识别与运行模式切换指令生成，为后续故障支路隔离、工况切换提供精准依据，避免传统组串式储能单支路故障直接造成整簇退出的容量损失；再通过对故障判定结果与运行模式切换指令协同逻辑响应生成支路实际运行工况，实现故障支路快速隔离、健康支路无缝承接全部功率，大幅降低故障带来的功率跌落与停机维护时长；最后结合电池簇实时状态、当前支路运行工况与电网调度指令综合求解最优功率分配策略，可兼顾电池健康状态、支路硬件承载能力与电网调度需求，既解决传统组串式储能故障隔离不彻底、功率颗粒度粗、系统利用率低、维护成本高的缺陷，又实现全工况下功率灵活调度，有效提升储能系统运行稳定性、容量利用率与电网适配能力。