【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统储能，具体涉及一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、伴随着电化学储能电站的大力发展，其能量转换效率与安全问题成为人们日益关注的焦点。电化学储能电站以电池模组为单位，其模组内各电池单体的不一致性导致了其能量转换效率不理想、电池循环寿命下降甚至安全事故频发等问题。对电化学储能电站与各电池模组进行出力关联分析、建立电池模组soc与soh的关联模型并对其进行一致性均衡管控，对于延缓电池老化速度、提升多模块储能系统的充放电效率以及降低系统运维成本有着重要的意义。
3、电池模组均衡在提升模组能量转换效率、延长电池寿命以及降低系统运行成本等方面扮演着关键的角色。电池均衡的关键是选定均衡指标、确立均衡阈值以及建立均衡方法。当前对于均衡指标的选取多集中于电池单体电压、电流以及soc等参量，且未能反映电池模组指标参量的动态变化，均衡拓扑的建立可靠性与灵活性不高，转换效率低下。均衡方法动态调整能力与环境适应能力不足，未能考虑储能系统的动态一致性变化并对其进行及时、高效的均衡。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法及系统，本专利技术建立了电池单体-模组的soc与soh动态一致性模型，并以电池模组的soc与soh动态一致性模型作为均衡变量，设计了级联式功率转换系统控制架构作为均衡拓扑并采取自适应算
2、根据一些实施例，本专利技术的第一方案提供了一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，采用如下技术方案：
3、一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，包括：
4、对储能系统划分为多电池模组系统，以电池模组出力表征储能系统出力，建立电池单体-电池模组荷电状态一致性模型；
5、分析电池模组健康状态特性，确定荷电状态和健康状态的关联模型以及电池模组健康状态一致性模型；
6、以均衡前后储能模块的出力功率相等为约束条件，以电池单体-电池模组荷电状态一致性和电池模组健康状态一致性之和最小为目标，构建自适应均衡目标函数；
7、以各储能模块的荷电状态和健康状态一致性作为均衡变，采用自适应算法求解自适应均衡目标函数得到最优解，以最优解对级联式功率转换系统进行均衡管控。
8、进一步地，所述对储能系统划分为多电池模组系统，以电池模组出力表征储能系统出力，建立电池单体-电池模组荷电状态一致性模型，具体为：
9、以k时刻储能电池单体的出力功率和采样时间间隔的乘积与k时刻储能电池单体的最大容量的比值作为电池单体荷电状态动态变化特性；
10、根据电池单体荷电状态动态变化特性进行分析，进而确定以k时刻电池模组中电池单体荷电状态最大值和k时刻电池模组中电池单体荷电状态最小值作为电池单体-电池模组一致性模型。
11、进一步地，根据电池单体荷电状态动态变化特性，确定k时刻电池单体的荷电状态与k时刻储能电池单体的最大容量决定下一时刻电池单体的荷电状态。
12、进一步地，所述分析电池模组健康状态特性，确定荷电状态和健康状态的关联模型以及电池模组健康状态一致性模型，具体为：
13、以k时刻储能电池单体的最大容量与电池出厂时的额定容量的比值，确定电池单体的健康状态；
14、根据k时刻电池单体的荷电状态、以k时刻储能电池单体的出力功率和采样时间间隔的乘积与k时刻储能电池单体的健康状态和额定容量乘积的比值，确定荷电状态和健康状态的关联模型；
15、基于k时刻电池模组中电池单体健康状态最大值与k时刻电池模组中电池单体状态最小值的差值，确定电池模组健康状态一致性模型。
16、进一步地，所述级联式功率转换系统的控制架构由储能模块、逆变模块与滤波电抗组成，逆变模块由igbt组成逆变电路；
17、逆变模块、储能模块与滤波电容并联组成并实现dc-ac转换，各储能模块及逆变模块之间以级联的方式连接，并经过滤波电抗接入交流母线；
18、所述级联式功率转换系统的控制架构还包括主控制器以及各个储能模块对应的从控制器。
19、进一步地，所述以各储能模块的荷电状态和健康状态一致性作为均衡变，采用自适应算法求解自适应均衡目标函数得到最优解，以最优解对级联式功率转换系统进行均衡管控，具体为：
20、实时监测各个储能模块的荷电状态和健康状态；
21、当电池单体-电池模组荷电状态一致性模型大于等于荷电状态均衡阈值，同时电池模组健康状态一致性模型大于等于健康状态均衡阈值时，开始对级联式功率转换系统进行均衡控制；
22、以荷电状态和健康状态一致性作为均衡变量，两者不一致时，采用自适应算法动态调整各储能模块的控制参数，求解自适应均衡目标函数得到最优解，以最优解作为各储能模块的控制参数对级联式功率转换系统进行均衡管控；
23、当电池单体-电池模组荷电状态一致性模型小于荷电状态均衡阈值，同时电池模组健康状态一致性模型小于健康状态均衡阈值时，停止对级联式功率转换系统进行均衡控制。
24、进一步地，所述电池模组出力是以电池模组出力功率为单位表征储能系统出力，具体为：
25、电池模组出力功率模型：
26、
27、式中，qmax,m(k)为k时刻储能电池模组的最大容量；socm(k+δk)与socm(k)分别为k+δk时刻与k时刻电池模组的soc；δk为采样时间间隔；
28、储能系统出力功率模型：
29、
30、式中，n为储能系统中电池模组的数量；pm,i(k)为k时刻储能系统中第i个电池模组的出力功率。
31、根据一些实施例，本专利技术的第二方案提供了一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制系统，采用如下技术方案：
32、一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制系统，包括：
33、电池单体-电池模组荷电状态一致性模块，被配置为对储能系统划分为多电池模组系统，以电池模组出力表征储能系统出力，建立电池单体-电池模组荷电状态一致性模型；
34、电池模组健康状态一致性模块，被配置为分析电池模组健康状态特性，确定荷电状态和健康状态的关联模型以及电池模组健康状态一致性模型；
35、自适应均衡目标函数构建模块，被配置为以均衡前后储能模块的出力功率相等为约束条件，以电池单体-电池模组荷电状态一致性和电池模组健康状态一致性之和最小为目标，构建自适应均衡目标函数；
36、自适应均衡控制模块，被配置为以各储能模块的荷电状态和健康状态一致性作为均衡变，采用自适应算法求解自适应均衡目标函数得到最优解，以最优解对级联式功率转换系统进行均衡管控。
37、根据一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，所述对储能系统划分为多电池模组系统，以电池模组出力表征储能系统出力，建立电池单体-电池模组荷电状态一致性模型，具体为：
3.如权利要求2所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，根据电池单体荷电状态动态变化特性，确定k时刻电池单体的荷电状态与k时刻储能电池单体的最大容量决定下一时刻电池单体的荷电状态。
4.如权利要求1所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，所述分析电池模组健康状态特性，确定荷电状态和健康状态的关联模型以及电池模组健康状态一致性模型，具体为：
5.如权利要求1所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，所述级联式功率转换系统的控制架构由储能模块、逆变模块与滤波电抗组成；逆变模块由IGBT组成逆变电路；
6.如权利要求1所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，所述以各储能模块的荷电状
7.如权利要求1所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，所述电池模组出力是以电池模组出力功率为单位表征储能系统出力，具体为：
8.一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法中的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，所述对储能系统划分为多电池模组系统，以电池模组出力表征储能系统出力，建立电池单体-电池模组荷电状态一致性模型，具体为：
3.如权利要求2所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，根据电池单体荷电状态动态变化特性，确定k时刻电池单体的荷电状态与k时刻储能电池单体的最大容量决定下一时刻电池单体的荷电状态。
4.如权利要求1所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，所述分析电池模组健康状态特性，确定荷电状态和健康状态的关联模型以及电池模组健康状态一致性模型，具体为：
5.如权利要求1所述的一种储能系统级联式功率转换系统均衡控制方法，其特征在于，所述级联式功率转换系统的控制架构由储能模块、逆变模块与滤波电抗组成；逆变模块由igbt组成逆变电路；
【专利技术属性】
技术研发人员：李春生，王生春，康雷朋，孔祥宇，梁昌伟，吴迪，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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