储能变流器的控制方法、装置、储能变流器及系统与流程

本发明涉及电力电子，尤其涉及一种储能变流器的控制方法、装置、储能变流器及系统。

背景技术：

1、储能变流器（power conversion system，pcs）连接于电池系统与电网之间，用于实现电能双向转换，属于支撑电力系统的重要装备。随着电池系统容量的持续增大，对pcs的容量需求、性能需求也相应持续提升。为满足大容量电池系统的需求，pcs的设计需充分考虑大电流、高电压下的热管理、电气应力及系统可靠性等问题。

2、传统技术通常采用单机大容量pcs以满足大容量电池系统功率需求。然而，单机大容量pcs存在大功率散热困难、功率器件和配套电气器件的选型难度和制造成本急剧升高，以及直流侧电池簇并联过多等缺陷。

3、为克服单机大容量pcs的缺陷，相关技术提出了一种交直同并储能变流器方案，即将多台小容量单机pcs的交流侧与直流侧分别并联，共同挂接于电网与电池系统之间。然而，由于各pcs具备独立的控制电路、采样电路和控制回路，其硬件参数与软件控制时序不可避免地存在差异，这些差异就导致交直同并的各储能变流器之间形成零序环流，而零序环流会增加系统损耗和温升，降低系统的整体效率，导致电压不稳定，影响电力系统的稳定性。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种储能变流器的控制方法、装置、储能变流器及系统，以抑制交直同并的各储能变流器之间所存在的零序环流。

2、第一方面，本发明实施例提供了一种储能变流器的控制方法，包括：

3、针对交直同并的各储能变流器，获取任一储能变流器的三相桥侧电流；所述交直同并的各储能变流器的直流端并联连接至电池系统，所述交直同并的各储能变流器的交流端并联连接至电网；

4、基于所述任一储能变流器的三相桥侧电流，确定零序电压补偿量；所述零序电压补偿量用于抑制储能变流器产生的低频零序环流；

5、对所述任一储能变流器内部电流环输出的三相调制波，叠加所述零序电压补偿量，得到叠加后的三相调制波；

6、根据所述叠加后的三相调制波，调制确定脉冲驱动信号，以控制所述任一储能变流器。

7、在一种可能的实现方式中，所述基于所述任一储能变流器的三相桥侧电流，确定零序电压补偿量，包括：

8、基于所述任一储能变流器的三相桥侧电流，确定该储能变流器的零序电流；

9、计算所述零序电流与设定给定值之间的差值，并对所述差值进行pi控制，得到所述零序电压补偿量；所述设定给定值与零的差值处于设定误差范围内。

10、在一种可能的实现方式中，所述交直同并的各储能变流器包括：一个主机储能变流器和至少一个从机储能变流器；所述主机储能变流器和各从机储能变流器相互通讯；

11、若所述任一储能变流器为从机储能变流器，则所述根据所述叠加后的三相调制波，调制确定脉冲驱动信号，包括：

12、获取更新后的三角载波；其中，所述更新后的三角载波通过执行三角载波归零操作得到；所述三角载波归零操作经由载波同步信号触发；所述载波同步信号由所述主机储能变流器在自身的三角载波过零点前的设定时刻发送；

13、基于所述叠加后的三相调制波和更新后的三角载波的比较结果，调制确定所述脉冲驱动信号。

14、在一种可能的实现方式中，所述储能变流器采用三电平逆变器拓扑结构；

15、对所述任一储能变流器内部电流环输出的三相调制波，叠加所述零序电压补偿量，得到叠加后的三相调制波，包括：

16、针对所述任一储能变流器，获取该储能变流器的三电平逆变器拓扑结构中的直流上电容电压值和直流下电容电压值；

17、基于所述直流上电容电压值和所述直流下电容电压值，确定电压平衡补偿量；

18、根据所述三相桥侧电流，确定所述电压平衡补偿量的注入方向；所述注入方向用于反映所述电压平衡补偿量的正负极性；

19、按照所述注入方向，将所述电压平衡补偿量注入该储能变流器内部电流环输出的三相调制波，并叠加所述零序电压补偿量，得到叠加后的三相调制波。

20、在一种可能的实现方式中，所述根据所述三相桥侧电流，确定所述电压平衡补偿量的注入方向，包括：

21、对所述三相桥侧电流进行变换处理，得到正序有功电流和正序无功电流；

22、根据所述正序有功电流和所述正序无功电流，确定正序电流特征值；

23、根据正序电流特征值，确定所述电压平衡补偿量的注入方向。

24、在一种可能的实现方式中，所述根据所述正序有功电流和所述正序无功电流，确定正序电流特征值，包括：

25、当所述正序有功电流和所述正序无功电流同向时，将所述正序有功电流和所述正序无功电流的和值，确定为所述正序电流特征值；

26、当所述正序有功电流和所述正序无功电流反向时，检测所述正序有功电流的幅值是否大于第一幅值阈值；

27、若所述正序有功电流的幅值大于第一幅值阈值，则将所述正序有功电流确定为所述正序电流特征值；

28、若所述正序有功电流的幅值小于或等于所述第一幅值阈值，则检测所述正序无功电流的幅值是否大于第二幅值阈值；

29、若所述正序无功电流的幅值大于所述第二幅值阈值，则将所述正序无功电流确定为所述正序电流特征值；

30、若所述正序无功电流的幅值小于或等于所述第二幅值阈值，则将所述正序有功电流和所述正序无功电流的和值，确定为所述正序电流特征值。

31、在一种可能的实现方式中，所述根据正序电流特征值，确定所述电压平衡补偿量的注入方向，包括：

32、若所述正序电流特征值大于预设的第一特征值，则确定所述电压平衡补偿量的注入方向为负向注入；所述第一特征值大于0；

33、若所述正序电流特征值小于预设的第二特征值，则确定所述电压平衡补偿量的注入方向为正向注入；所述第二特征值小于0。

34、第二方面，本发明实施例提供了一种储能变流器的装置，包括：

35、获取模块，用于针对交直同并的各储能变流器，获取任一储能变流器的三相桥侧电流；所述交直同并的各储能变流器的直流端并联连接至电池系统，所述交直同并的各储能变流器的交流端并联连接至电网；

36、补偿模块，用于基于所述任一储能变流器的三相桥侧电流，确定零序电压补偿量；所述零序电压补偿量用于抑制储能变流器产生的低频零序环流；

37、控制模块，用于：

38、对所述任一储能变流器内部电流环输出的三相调制波，叠加所述零序电压补偿量，得到叠加后的三相调制波；

39、根据所述叠加后的三相调制波，调制确定脉冲驱动信号，以控制所述任一储能变流器。

40、第三方面，本发明实施例提供了一种储能变流器，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行该计算机程序时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的方法。

41、第四方面，本发明实施例提供了一种系统，包括多个如第三方面所述的储能变流器，各储能变流器的直流端并联连接至电池系统，各储能变流器的交流端并联连接至电网。

42、第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的方法。

43、第六方面，本发明实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式中的方法。

44、本实施例通过交直同并的各储能变流器中的任一储能变流器的三相桥侧电流，确定其零序电压补偿量，并通过将该零序电压补偿量叠加至其内部电流环输出的三相调制波中，用于确定脉冲驱动信号，可以有效抑制该储能变流器自身产生的低频零序环流。

45、并且，由于交直同并的各储能变流器的直流端与交流端分别并联连接，彼此间形成低阻抗电气耦合通路，当任一储能变流器的低频零序环流被有效抑制后，其交流端的零序电压被强制钳位于零电位附近，从而使得与其并联的其他储能变流器的零序环流通路也同步被阻断。因此，本实施例无需对每一储能变流器分别进行独立的零序环流闭环控制，即可实现全系统的低频零序环流抑制，显著降低了控制系统的复杂度与算力开销。

46、此外，多台储能变流器同时进行零序环流独立抑制时，因各自控制参数差异、采样延时不同等因素容易引发系统低频振荡。而本实施例仅对其中任一储能变流器进行控制，可以从根源上避免各储能变流器之间的耦合竞争，进而有效防止系统低频振荡的产生，显著提升并联储能系统的运行稳定性与可靠性。