一种交流电网互联用储能系统结构及控制方法与流程

1.本发明属于储能dc/ac变流器技术领域，具体涉及一种交流电网互联用储能系统结构及控制方法。


背景技术：

2.交流电网之间现有的连接方式分为交流连接和直流连接。交流连接方式即通过交流输电线路直接将两个电网连接起来，交流连接方式的电网存在诸多问题，如同步稳定性等问题，通常需采用统一调度，两侧的控制灵活性较差。直流连接方式通常指的柔性直流或者常规直流连接方式，虽然能够解耦两侧交流电网运行控制，但是当前造价较高，会增加较多的投资，同时较大的占地面积即控制复杂性。
3.因此，亟待研究新的交流电网连接方式，实现不同交流电网的友好互联，增加两侧交流电流功率交换的灵活性。


技术实现要素：

4.为了解决交流电网的友好互联问题，本技术提出了一种交流电网互联用储能系统结构及控制方法，可以实现不同交流电网通过储能异步互联，增加两侧交流电流功率交换的灵活性。
5.为了达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.作为本技术的第一方面，提出了一种交流电网互联用储能系统结构，包括：
7.储能电池单元；
8.第一dc/ac变流器设备，其交流侧与第一交流电网连接，其直流侧正负极分别与储能电池单元正负极连接；
9.第二dc/ac变流器设备，其交流侧与第二交流电网连接，其直流侧正负极分别与储能电池单元正负极连接。
10.优选地，所述第一dc/ac变流器设备包括至少一个dc/ac变流器，所述第二dc/ac变流器设备包括至少一个dc/ac变流器，所述储能电池单元包括至少一个储能电池组；第一dc/ac变流器设备和第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器的数量与储能电池单元包括中储能电池组的数量相等。
11.优选地，交流电网互联用储能系统结构包括至少两组所述储能电池单元、至少两组所述第二dc/ac变流器设备和至少两组第一开关，所述第一dc/ac变流器设备通过至少两组第一开关分别与至少两组储能电池单元连接，所述至少两组第二dc/ac变流器设备分别与至少两组储能电池单元对应连接；每组第一开关的开关数量与储能电池单元包括中储能电池组的数量相等。
12.优选地，交流电网互联用储能系统结构包括至少两组所述储能电池单元、至少两组所述第二dc/ac变流器设备和至少两组第二开关，所述第一dc/ac变流器设备与至少两组储能电池单元直接连接，所述至少两组第二dc/ac变流器设备通过至少两组第二开关分别
与至少两组储能电池单元对应连接；每组第二开关的开关数量与储能电池单元包括中储能电池组的数量相等。
13.优选地，交流电网互联用储能系统结构包括至少两组所述储能电池单元、至少两组所述第二dc/ac变流器设备、至少两组第一开关和至少两组第二开关，所述第一dc/ac变流器设备通过至少两组第一开关分别与两组储能电池单元连接，所述至少两组第二dc/ac变流器设备通过至少两组第二开关分别与至少两组储能电池单元对应连接；每组第一开关的开关数量以及每组第二开关的开关数量均与储能电池单元包括中储能电池组的数量相等。
14.优选地，交流电网互联用储能系统结构包括至少两组所述储能电池单元、至少两组第一开关和至少两组第二开关；所述第一dc/ac变流器设备通过至少两组第一开关分别与两组储能电池单元连接，所述第二dc/ac变流器设备通过至少两组第二开关分别与两组储能电池单元连接；每组第一开关的开关数量以及每组第二开关的开关数量均与储能电池单元包括中储能电池组的数量相等。
15.优选地，所述第一dc/ac变流器设备通过变压器接入第一交流电网，和/或所述第二dc/ac变流器设备通过变压器接入第二交流电网。
16.优选地，所述第一dc/ac变流器设备与所述储能电池单元通过dc/dc变换器与储能电池单元连接和/或所述第二dc/ac变流器设备与储能电池单元通过dc/dc变换器与储能电池连接。
17.优选地，所述储能电池单元为化学电池、超级电容或燃料电池。
18.作为本技术的第二方面提出了一种交流电网互联用储能系统结构的控制方法，采用考虑电流越限的独立控制，即所述第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中的dc/ac变流器均根据各自的交流侧需求进行独立充放电控制，当dc/ac变流器的交流侧电流越限时对所述交流侧电流进行限幅控制。
19.优选地，所述当dc/ac变流器的交流侧电流越限时对所述交流侧电流进行限幅控制，所述限幅控制的设定根据第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器最大允许充放电电流定值、实时电流、dc/ac变流器的控制模式、以及储能电池单元中储能电池组的最大允许充放电电流确定。
20.优选地，所述当dc/ac变流器的交流侧电流越限时对所述交流侧电流进行限幅控制，具体包括：
21.设置第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器最大允许充放电电流定值分别为i
set1
和i
set2
；
22.测量第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器交流侧电流，计算其有效值分别为i1和i2；
23.设置第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器的控制模式，将其中一侧设置为主运模式，另一侧设置为辅运模式；所述主运模式是优先自主控制电流，所述辅运模式根据主运模式当前的电流跟踪计算所需要的电流；
24.设置储能电池单元中储能电池组的最大允许充放电电流i
setb
，其中i
setb
＞i
set1
、i
setb
＞i
set2
；
25.当第一dc/ac变流器设备侧dc/ac变流器为主运模式时，其交流侧电流限幅控制的
上限值等于i
set1
，第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器为辅运模式，其交流侧电流限幅控制的上限值等于min{i
set2
，|i
setb-i1|}；当第二dc/ac变流器设备侧dc/ac变流器为主运模式时，其交流侧电流限幅控制的上限值等于i
set2
，第一dc/ac变流器设备中dc/ac变流器为辅运模式，其交流侧电流限幅控制的上限值等于min{i
set1
，|i
setb-i2|}。
26.作为本技术的第三方面提出了一种交流电网互联用储能系统结构的控制方法，采用有功功率穿越控制，即储能电池单元两侧的dc/ac变流器设备在两侧的交流测电流均不超过本侧电流限制的前提下，跟踪对方功率运行。
27.优选地，所述跟踪对方功率运行具体包括：
28.设置第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器的控制模式，将其中一侧设置为主运模式，另一侧设置为辅运模式；所述主运模式是优先自主控制电流，所述辅运模式根据主运模式当前的电流跟踪计算所需要的电流；
29.测量第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器交流侧电流，比较dc/ac变流器交流侧电流和相应侧的电流限制值；
30.响应于两侧的dc/ac变流器交流侧电流均不超过本侧电流限制，处于辅运模式的dc/ac变流器从处于主运模式的dc/ac变流器获取主运模式dc/ac变流器的实时功率，并将所述实时功率作为辅运模式dc/ac变流器的参考功率。
31.作为本技术的第四方面提出了一种交流电网互联用储能系统结构的控制方法，其特征在于，采用agc命令跟踪叠加就地调频控制，即dc/ac变流器将接收到的agc功率参考值叠加本地调频功率后作为所述dc/ac变流器的运行功率参考值。
32.作为本技术的第五方面提出了一种交流电网互联用储能系统结构的控制方法，采用avc命令跟踪叠加本地无功补偿控制，即dc/ac变流器在电压控制死区内按照avc指令响应，超出死区后在此前avc指令的基础上按照电压大小本地自行闭环调整无功功率。
33.优选地，所述按照电压大小本地自行闭环调整无功功率具体是指在电压降低时增加无功输出，在电压升高时降低无功输出。
34.本发明的有益效果：
35.1、本发明通过两个dc/ac变流器直流侧分别和储能电池正负极相连，交流侧分别接入不同交流电网，实现不同交流电网通过储能异步互联，可避免两个交流电网通过弱联络通道连接存在的同步稳定性等问题，相对于直流连接方案经济好。
36.2、储能可以对两侧交流电网发挥存储电量，提升储能利用效率。
37.3、本发明方案可以增加两侧交流电流功率交换的灵活性，两侧交流电网可根据需求进行功率交换，实现功率灵活互济。
附图说明
38.图1为本发明实施例1提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
39.图2为本发明实施例2提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
40.图3为本发明实施例3提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
41.图4为本发明实施例提供的dc/ac变流器两电平拓扑结构示意图；
42.图5为本发明实施例提供的dc/ac变流器三电平拓扑结构示意图；
43.图6为本发明实施例4提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
44.图7为本发明实施例5提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
45.图8为本发明实施例6提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
46.图9为本发明实施例7提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
47.图10为本发明实施例8提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
48.图11为本发明实施例9提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
49.图12为本发明实施例10提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
50.图13为本发明实施例11提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
51.图14为本发明实施例12提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
52.图15为本发明实施例13提供的一种交流电网互联用储能系统结构示意图；
53.图16为本发明实施例提供的三重交错级联的buck/boost双向dc-dc变换器拓扑结构；
54.图17为本发明实施例提供的级联型buck-boost双向dc-dc变换器拓扑结构；
55.图18为本发明实施例提供的全桥式双向dc-dc变换器拓扑结构；
56.图19为本发明实施提供的一种交流电网互联用储能系统结构控制方法流程示意图；
57.图20为本发明实施提供的又一种交流电网互联用储能系统结构控制方法流程示意图。
58.其中，1-第一交流电网、2-第二交流电网、3-第一dc/ac变流器设备、4-第二dc/ac变流器设备、5-储能电池单元、6-第一开关、7-第二开关、8-第一dc/ac变流器设备侧的变压器、9-第二dc/ac变流器设备侧的变压器、10-第一dc/ac变流器设备3侧的dc/dc变换器、11-第二dc/ac变流器设备侧的dc/dc变换器。
具体实施方式
59.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
60.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。
61.在本发明的描述中，需要说明的是，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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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。
62.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
63.本发明公开了一种交流电网互联用储能系统结构，在一种实施方式中，如图1所
示，交流电网互联用储能系统结构包括：第一dc/ac变流器设备3、第二dc/ac变流器设备4和储能电池单元5。第一dc/ac变流器设备3的交流侧与第一交流电网1连接，其直流侧正负极分别与储能电池单元5的正负极连接。第二dc/ac变流器设备4的交流侧与第二交流电网2连接，其直流侧正负极分别与储能电池单元5的正负极连接。第一交流电网1和第二交流电网2的频率可以一样也可以不一样。本实施例将两个dc/ac变流器设备直流侧分别和储能电池正负极相连，交流侧分别接入不同的交流电网，这样可实现两个交流电网通过储能电池互联，能够根据两侧交流电网控制需求，通过储能系统灵活交换功率，实现交流电网的异步互联。
64.其中，第一dc/ac变流器设备包括至少一个dc/ac变流器，所述第二dc/ac变流器设备包括至少一个dc/ac变流器，所述储能电池单元包括至少一个储能电池组；第一dc/ac变流器设备和第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器的数量与储能电池单元包括中储能电池组的数量相等。
65.本实施例中，通过两个dc/ac变流器直流侧分别和储能电池正负极相连，交流侧分别接入不同交流电网，实现不同交流电网通过储能异步互联，可避免两个交流电网通过弱联络通道连接存在的同步稳定性等问题，相对于直流连接方案经济好。而且，储能可以对两侧交流电网发挥存储电量，提升储能利用效率。本增加了两侧交流电流功率交换的灵活性，两侧交流电网可根据需求进行功率交换，实现功率灵活互济。
66.如图2所示的一种交流电网互联用储能系统结构中，第一dc/ac变流器设备3包括一个dc/ac变流器pcs3-1，第二dc/ac变流器设备4包括一个dc/ac变流器pcs4-1，储能电池单元包括一个储能电池组bat5-1。dc/ac变流器pcs3-1的交流测接入交流电网1，pcs3-1直流侧正负极分别与储能电池组bat5-1的正负极连接。dc/ac变流器pcs4-1的交流测接入交流电网2，pcs4-1直流侧正负极分别与储能电池组bat5-1的正负极连接。
67.如图3所示的一种交流电网互联用储能系统结构中，第一dc/ac变流器设备3包括两个dc/ac变流器pcs3-1和pcs3-2，第二dc/ac变流器设备4包括两个dc/ac变流器pcs4-1和pcs4-2，储能电池单元包括两个储能电池组bat5-1和bat5-2。dc/ac变流器pcs3-1和pcs3-2的交流测均接入交流电网1，pcs3-1直流侧正负极分别与储能电池组bat5-1的正负极连接，pcs3-2直流侧正负极分别与储能电池组bat5-2的正负极连接。dc/ac变流器pcs4-1和pcs4-2的交流测均接入交流电网2，pcs4-1直流侧正负极分别与储能电池组bat5-1的正负极连接，pcs4-2直流侧正负极分别与储能电池组bat5-2的正负极连接。
68.储能系统中的dc/ac变流器采用基于igbt的电压源型换流器拓扑实现交流系统和直流系统的能量双向流动，常用的拓扑结构有如图4所示的两电平拓扑和如图5所示的三电平拓扑。
69.一些实施例中，交流电网互联用储能系统结构包括两组储能电池单元和两组第二dc/ac变流器设备，可以在第一dc/ac变流器设备与储能电池单元之间设置切换开关，或者在第二dc/ac变流器设备与储能电池单元之间设置切换开关，或者在第一dc/ac变流器设备与储能电池单元之间以及第二dc/ac变流器设备与储能电池单元之间均设置切换开关。正常运行时，只有一组储能电池单元接入交流电网，当运行中的储能电池单元因故障或者soc超范围等原因不可用时，dc/ac变流器可以通过切换开关切换到另一组储能电池单元。
70.如图6所示的实施例中交流电网互联用储能系统结构包括一组第一dc/ac变流器
设备3、两组储能电池单元5、两组第二dc/ac变流器设备4和两组第一开关6。第一dc/ac变流器设备3通过两组第一开关6分别与两组储能电池单元5连接，两组第二dc/ac变流器设备4分别与两组储能电池单元5对应连接。本实施例中，第一dc/ac变流器设备3包括两个dc/ac变流器pcs3-1和pcs3-2；每组储能电池单元5中包括两个储能电池组，第一组储能电池单元5包括bat5-1和bat5-2、第二组储能电池单元5包括bat5-3和bat5-4；第一组第二dc/ac变流器设备4包括两个dc/ac变流器pcs4-1和pcs4-2，第二组第二dc/ac变流器设备4包括两个dc/ac变流器pcs4-3和pcs4-4；第一组第一开关6包括开关6-1和开关6-2，第二组第一开关6包括开关6-3和开关6-4。dc/ac变流器pcs3-1和pcs3-2的交流测均接入交流电网1，pcs3-1的直流侧经开关6-1与储能电池组bat5-1连接、经开关6-3与储能电池组bat5-3连接，pcs3-2的直流侧经开关6-2与储能电池组bat5-2连接、经开关6-4与储能电池组bat5-4连接；dc/ac变流器pcs4-1、pcs4-2、pcs4-3、pcs4-4的交流侧均接入交流电网2，第一组第二dc/ac变流器设备4的两个变流器pcs4-1和pcs4-2的直接侧分别与储能电池组bat5-1和bat5-2连接，第二组第二dc/ac变流器设备4的两个变流器pcs4-3和pcs4-4的直接侧分别与储能电池组bat5-3和bat5-4连接。正常运行情况下，两组第一开关6中其中一组闭合构成通路接入相应的储能电池单元，另一组打开；运行中的储能电池单元因故障或者soc超范围等原因不可用时，切换两组开关的开闭状态，从而将系统运行切换到另一组储能电池单元。一些实施例中也可以设置更多组储能电池单元5、第二dc/ac变流器设备4和第一开关6，三者的组数相等，参照图6的连接方式对应相连。
71.如图7所示的实施例中交流电网互联用储能系统结构同样包括一组第一dc/ac变流器设备3、两组储能电池单元5和两组第二dc/ac变流器设备4。与图6所示的实施例的区别是第一dc/ac变流器设备3与两组储能电池单元5之间是直接对应连接的，没有设置两组第一开关6，而是在两组储能电池单元5和两组第二dc/ac变流器设备4之间设置了两组第二开关7。第一组第二开关7包括开关1-1和开关1-2，第二组第二开关7包括开关7-3和开关7-4，第一组第二dc/ac变流器设备4中的pcs4-1的直流侧经开关7-1与储能电池组bat5-1连接、pcs4-2的直流侧经开关7-2与储能电池组bat5-2连接，第二组第二dc/ac变流器设备4中的pcs4-3的直流侧经开关7-3与储能电池组bat5-3连接、pcs4-4的直流侧经开关7-4与储能电池组bat5-4连接，其他部分与图6实施例部分类似不再赘述。正常运行情况下，两组第二开关7中其中一组闭合构成通路接入相应的储能电池单元，另一组打开；运行中的储能电池单元因故障或者soc超范围等原因不可用时，切换两组开关的开闭状态，从而将系统运行切换到另一组储能电池单元。一些实施例中也可以设置更多组储能电池单元5、第二dc/ac变流器设备4和第二开关7，三者的组数相等，参照图7的连接方式对应相连。
72.如图8所示的实施例中交流电网互联用储能系统结构同样包括一组第一dc/ac变流器设备3、两组储能电池单元5、两组第二dc/ac变流器设备4和两组第一开关6。与图6所示的实施例的区别是除了第一dc/ac变流器设备3与两组储能电池单元5之间是通过两组第一开关6对应连接的，而且在两组储能电池单元5和两组第二dc/ac变流器设备4之间还设置了两组第二开关7。第一组第二开关7包括开关1-1和开关1-2，第二组第二开关7包括开关7-3和开关7-4，第一组第二dc/ac变流器设备4中的pcs4-1的直流侧经开关7-1与储能电池组bat5-1连接、pcs4-2的直流侧经开关7-2与储能电池组bat5-2连接，第二组第二dc/ac变流器设备4中的pcs4-3的直流侧经开关7-3与储能电池组bat5-3连接、pcs4-4的直流侧经开关
7-4与储能电池组bat5-4连接，其他部分与图6实施例部分类似不再赘述。正常运行情况下，两组第一开关6中其中一组闭合、以及对应的两组第二开关7中的一组闭合构成通路接入相应的储能电池单元，另一组第一开关6及相应的第二开关7打开；运行中的储能电池单元因故障或者soc超范围等原因不可用时，切换两组第一开关6和两组第一开关7的开闭状态，从而将系统运行切换到另一组储能电池单元。一些实施例中也可以设置更多组储能电池单元5、第二dc/ac变流器设备4、第一开关6和第二开关7，四者的组数相等，参照图8的连接方式对应相连。
73.一些实施例中，交流电网互联用储能系统结构，包括至少两组所述储能电池单元、至少两组第一开关和至少两组第二开关；所述第一dc/ac变流器设备通过至少两组第一开关分别与两组储能电池单元连接，所述第二dc/ac变流器设备通过至少两组第二开关分别与两组储能电池单元连接；每组第一开关的开关数量以及每组第二开关的开关数量均与储能电池单元包括中储能电池组的数量相等。如图9所示的交流电网互联用储能系统结构中，包括一组第一dc/ac变流器设备3、一组第二dc/ac变流器设备4、两组储能电池单元5、两组第一开关6和两组第二开关7；第一dc/ac变流器设备3与两组储能电池单元5之间通过两组第一开关6对应连接，第二dc/ac变流器设备4与两组储能电池单元5之间通过两组第二开关7对应连接。具体的，pcs3-1的直流侧经开关6-1与储能电池组bat5-1连接、经开关6-3与储能电池组bat5-3连接，pcs3-2的直流侧经开关6-2与储能电池组bat5-2连接、经开关6-4与储能电池组bat5-4连接；pcs4-1的直流侧经开关7-1与储能电池组bat5-1连接、经开关7-3与储能电池组bat5-3连接，pcs4-2的直流侧经开关7-2与储能电池组bat5-2连接、经开关7-4与储能电池组bat5-4连接。正常运行情况下，两组第一开关6中其中一组闭合、以及对应的两组第二开关7中的一组闭合构成通路接入相应的储能电池单元，另一组第一开关6及相应的第二开关7打开；运行中的储能电池单元因故障或者soc超范围等原因不可用时，切换两组第一开关6和两组第一开关7的开闭状态，从而将系统运行切换到另一组储能电池单元。一些实施例中也可以设置更多组储能电池单元5、第一开关6和第二开关7，三者的组数相等，参照图9的连接方式对应相连。
74.一些实施例中，所述第一dc/ac变流器设备通过变压器接入第一交流电网，和/或所述第二dc/ac变流器设备通过变压器接入第二交流电网。如图10所示的实施例在图1示意图的基础上第一dc/ac变流器设备3的交流侧通过变压器8接入第一交流电网1。如图11所示的实施例在图1示意图的基础上第二dc/ac变流器设备4的交流侧通过变压器9接入第二交流电网2。如图12所示的实施例所示在图1示意图的基础上第一dc/ac变流器设备3的交流侧通过变压器8接入第一交流电网1，同时第二dc/ac变流器设备4的交流侧通过变压器9接入第二交流电网2。同样对于图2、图3、图6～图9的实施例中均可以仅由第一dc/ac变流器设备3的交流侧通过变压器8接入第一交流电网1，或者仅由第二dc/ac变流器设备4的交流侧通过变压器9接入第二交流电网2，或者是第一dc/ac变流器设备3的交流侧通过变压器8接入第一交流电网1同时第二dc/ac变流器设备4的交流侧通过变压器9接入第二交流电网2。
75.一些实施例中，所述第一dc/ac变流器设备与所述储能电池单元通过dc/dc变换器与储能电池连接和/或所述第二dc/ac变流器设备与储能电池单元通过dc/dc变换器与储能电池连接。如图13所示的实施例在图1示意图的基础上第一dc/ac变流器设备3的直流侧通过dc/dc变换器10接入储能电池单元5。如图14所示的实施例在图1示意图的基础上第二dc/
ac变流器设备4的直流侧通过dc/dc变换器11接入储能电池单元5。如图15所示的实施例所示在图1示意图的基础上第一dc/ac变流器设备3的直流侧通过dc/dc变换器10接入储能电池单元5，同时第二dc/ac变流器设备4的直流侧通过dc/dc变换器11接入储能电池单元5。同样对于图2、图3、图6～图12的实施例中均可以仅由第一dc/ac变流器设备3的直流侧通过dc/dc变换器10接入储能电池单元5，或者是仅由第二dc/ac变流器设备4的直流侧通过dc/dc变换器11接入储能电池单元5，或者是第一dc/ac变流器设备3的直流侧通过dc/dc变换器10接入储能电池单元5同时第二dc/ac变流器设备4的直流侧通过dc/dc变换器11接入储能电池单元5。dc-dc变换器包括隔离型、非隔离型，前者包括但不限于反激式双向dc-dc变换器、正激式双向dc-dc变换器、推挽式双向dc-dc变换器、全桥式双向dc-dc变换器等，后者包括但不限于buck/boost、boost/buck、buck-boost、cuk、sepic/zeta和zeta/sepic等。如图16所示为三重交错级联的buck/boost双向dc-dc变换器拓扑结构。图17所示为级联型buck-boost双向dc-dc变换器拓扑结构。图18为全桥式双向dc-dc变换器拓扑结构。
76.一些实施例中，储能电池单元可以为化学电池、超级电容或燃料电池。
77.本发明实施例还提出了交流电网互联用储能系统结构的控制方法。控制方法采用考虑电流越限的独立控制，即所述第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中的dc/ac变流器均根据各自的交流侧需求进行独立充放电控制，当dc/ac变流器的交流侧电流越限时对所述交流侧电流进行限幅控制。交流侧需求包括系统电压、频率、功角稳定。
78.一些实施例中，当dc/ac变流器的交流侧电流越限时对所述交流侧电流进行限幅控制中，对限幅控制的设定根据第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器最大允许充放电电流定值、实时电流、dc/ac变流器的控制模式、以及储能电池单元中储能电池组的最大允许充放电电流确定。
79.一些实施例中，所述当dc/ac变流器的交流侧电流越限时对所述交流侧电流进行限幅控制，如图19所示具体包括：
80.s110:设置第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器最大允许充放电电流定值分别为i
set1
和i
set2
。例如图2中设置dc/ac变流器pcs3-1的最大允许充放电电流定值为i
set1
，设置dc/ac变流器pcs4-1的最大允许充放电电流定值为i
set2
。
81.s120:测量第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器交流侧电流，计算其有效值分别为i1和i2。例如图2中测量dc/ac变流器pcs3-1的交流侧电流，计算其效值i1，测量dc/ac变流器pcs4-1的交流侧电流，计算其效值i2。
82.s130:设置第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器的控制模式，将其中一侧设置为主运模式，另一侧设置为辅运模式；所述主运模式是优先自主控制电流，所述辅运模式根据主运模式当前的电流跟踪计算所需要的电流。例如图2中设置dc/ac变流器pcs3-1为主运模式，dc/ac变流器pcs4-1为辅运模式；或者是设置dc/ac变流器pcs3-1为辅运模式，dc/ac变流器pcs4-1为主运模式。考虑其支撑性能，一般选取与弱交流电网侧相连的变流器为主运模式。
83.s140:设置储能电池单元中储能电池组的最大允许充放电电流i
setb
，其中i
setb
＞i
set1
、i
setb
＞i
set2
；例如图2中设置储能电池组bat5-1的最大允许充放电电流为i
setb i
setb
需要大于i
set1
和i
set2
。
84.s150:当第一dc/ac变流器设备侧dc/ac变流器为主运模式时，其交流侧电流限幅
控制的上限值等于i
set1
，第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器为辅运模式，其交流侧电流限幅控制的上限值等于min{i
set2
，|i
setb-i1|}；当第二dc/ac变流器设备侧dc/ac变流器为主运模式时，其交流侧电流限幅控制的上限值等于i
set2
，第一dc/ac变流器设备中dc/ac变流器为辅运模式，其交流侧电流限幅控制的上限值等于min{i
set1
，|i
setb-i2|}。例如图2中pcs3-1为主运模式时，pcs3-1的交流侧电流限幅控制的上限值等于i
set1
，pcs4-1的交流侧电流限幅控制的上限值等于min{i
set2
，|i
setb-i1|}，min的意思时取比较元素中的最小者。pcs4-1为主运模式时，pcs4-1的交流侧电流限幅控制的上限值等于i
set2
，pcs3-1的交流侧电流限幅控制的上限值等于min{i
set1
，|i
setb-i2|}。
85.s160:当所述dc/ac变流器的交流侧电流超过相应的交流侧电流限幅控制的上限值时，对所述交流侧电流进行限幅控制。
86.本实施例采用考虑电流越限的独立控制，将计算得到的交流侧电流限幅控制的上限值作为dc/ac变流器电流限幅控制的幅值限制输入，实现电流限制，可以有效应对dc/ac变流器交流测电流或者储能电池组电流越限的场景。
87.本发明一实施例提出的交流电网互联用储能系统结构的控制方法，采用有功功率穿越控制，即储能电池单元两侧的dc/ac变流器设备在两侧的交流测电流均不超过本侧电流限制的前提下，跟踪对方功率运行。
88.一些实施例中，如图20所示，所述跟踪对方功率运行具体包括：
89.s210:设置第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器的控制模式，将其中一侧设置为主运模式，另一侧设置为辅运模式；所述主运模式是优先自主控制电流，所述辅运模式根据主运模式当前的电流跟踪计算所需要的电流。例如图2中设置dc/ac变流器pcs3-1为主运模式，dc/ac变流器pcs4-1为辅运模式；或者是设置dc/ac变流器pcs3-1为辅运模式，dc/ac变流器pcs4-1为主运模式。考虑其支撑性能，一般选取与弱交流电网侧相连的变流器为主运模式。
90.s220:测量第一dc/ac变流器设备、第二dc/ac变流器设备中dc/ac变流器交流侧电流，比较dc/ac变流器交流侧电流和相应侧的电流限制值。例如图2中测量dc/ac变流器pcs3-1的交流侧电流，得到其有效值i1，测量dc/ac变流器pcs4-1的交流侧电流，得到其有效值i2，比较i1和pcs3-1的电流限制值i
max1
的大小，以及比较i2和pcs4-1的电流限制值i
max2
的大小；
91.s230:响应于两侧的dc/ac变流器交流侧电流均不超过本侧电流限制，处于辅运模式的dc/ac变流器从处于主运模式的dc/ac变流器获取主运模式dc/ac变流器的实时功率，并将所述实时功率作为辅运模式dc/ac变流器的参考功率。例如图2中当i1小于等于i
max1
且i2小于等于i
max2
时，如果pcs3-1为主运模式、pcs4-1为辅运模式，pcs4-1从pcs3-1处获取pcs3-1变流器的实时功率p1，并将p1作为pcs4-1的参考功率；如果pcs4-1为主运模式、pcs3-1为辅运模式，pcs3-1从pcs4-1处获取pcs4-1变流器的实时功率p2，并将p2作为pcs3-1的参考功率。
92.通过采用有功功率穿越控制，完全通过储能实现两个交流系统间的功率交换，对储能电池的影响可以降到最低。
93.本发明一实施例提出的交流电网互联用储能系统结构的控制方法，采用agc(automatic generation control，自动发电控制)命令跟踪叠加就地调频控制，即dc/ac变
流器将接收到的agc功率参考值叠加本地调频功率后作为该dc/ac变流器运行功率参考值。agc命令就是响应调度指令，同时叠加就地调频，可以实现正常响应调度指令的前提下在发生故障或扰动后可以快速响应，提升频率稳定性。
94.本发明一实施例提出的交流电网互联用储能系统结构的控制方法，采用avc(automatic voltage control，自动电压控制)命令跟踪叠加本地无功补偿控制，即dc/ac变流器在电压控制死区内按照avc指令响应，超出死区后在avc指令的基础上按照电压大小本地自行闭环调整无功功率。
95.一些实施例中，按照电压大小本地自行闭环调整无功功率即根据电压大小动态连续调节无功输出，具体指在电压降低时增加其无功输出，在电压升高时降低其无功输出。采用avc无功电压控制是稳态控制，本地控制主要响应紧急电压控制，通过采用avc命令跟踪叠加本地无功补偿控制可以提升应对紧急故障下的系统电压稳定性。
96.本发明的一种交流电网互联用储能系统结构的控制方法，可以采用考虑电流越限的独立控制、有功功率穿越控制、agc命令跟踪叠加就地调频控制、avc命令跟踪叠加本地无功补偿控制中的一种或几种。两侧dc/ac变流器可以分别实现对所接入电网的一次调频、调压等作用，有助于电网稳定运行。
97.以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，参照上述实施例进行的各种形式修改或变更均在本发明的保护范围之内。