储能系统及其控制方法与流程

本公开实施例涉及储能，特别涉及一种储能系统及其控制方法。

背景技术：

1、相较于两电平变流器，三电平中点箝位(neutral point clamped，npc)变流器具有输出电压谐波含量少、电压变化率小且功率器件承受电压低、转换效率高等特点。但是，三电平中点箝位变流器直流侧两个电容的中点电位很容易发生波动和偏移，从而导致输出波形畸变，甚至会损坏电路中的开关管，因此三电平中点箝位变流器的中点控制问题亟需研究和解决。

技术实现思路

1、本公开实施例提供一种储能系统及其控制方法，至少有利于解决三电平中点箝位变流器的中点控制问题。

2、根据本公开一些实施例，本公开实施例一方面提供一种储能系统，包括：电连接的控制模块和储能变流模块；

3、所述控制模块用于执行以下步骤：

4、第一获取步骤：获取控制周期内的所述储能变流模块的交流侧参考电压和交流侧相电流；其中，所述交流侧参考电压包括至少三个参考电压，所述至少三个参考电压中，存在两个极性相反的参考电压；所述交流侧相电流包括与所述至少三个参考电压分别对应的至少三个相电流；

5、排序步骤：按照大小关系，对所述交流侧相电流和标幺后的所述交流侧参考电压分别进行排序；

6、中点电流确定步骤：根据预设的至少三个中点电流计算公式，确定至少三个中点电流；所述至少三个中点电流计算公式基于在第一电压叠加第二电压为零时，其余参考电压叠加所述第二电压后不改变正负极性的情况下得到，所述第一电压为标幺后的所述交流侧参考电压中的任一个；

7、零序电压的分段计算公式确定步骤：根据所述至少三个中点电流的大小关系，确定零序电压的分段计算公式；其中，所述零序电压的分段计算公式，表征所述零序电压与所述控制周期内的所述储能变流模块的母线中点电流的分段线性关系；

8、零序电压确定步骤：根据所述零序电压的分段计算公式，确定所述母线中点电流对应的所述零序电压；

9、叠加步骤：将所述母线中点电流对应的所述零序电压分别与所述交流侧参考电压叠加。

10、根据本公开一些实施例，所述第一获取步骤中，所述交流侧参考电压包括三个参考电压，所述三个参考电压中，存在两个极性相反的参考电压；所述交流侧相电流包括与所述三个参考电压分别对应的三个相电流；

11、所述控制模块用于执行所述排序步骤包括：

12、按照大小关系，对所述交流侧相电流和标幺后的所述交流侧参考电压分别进行排序，确定最大参考电压、中间参考电压、最小参考电压、最大相电流、中间相电流和最小相电流；

13、所述控制模块用于执行所述中点电流确定步骤包括：

14、根据预设的第一中点电流计算公式、第二中点电流计算公式和第三中点电流计算公式，分别确定第一中点电流、第二中点电流和第三中点电流；所述第一中点电流计算公式基于在所述最大参考电压叠加第三电压为零时，所述中间参考电压和所述最小参考电压分别叠加所述第三电压后不改变正负极性的情况下得到；所述第二中点电流计算公式基于在所述中间参考电压叠加第四电压为零时，所述最大参考电压和所述最小参考电压分别叠加所述第四电压后不改变正负极性的情况下得到；所述第三中点电流计算公式基于在所述最小参考电压叠加第五电压为零时，所述最大参考电压和所述中间参考电压分别叠加所述第五电压后不改变正负极性的情况下得到；

15、所述控制模块用于执行所述零序电压的分段计算公式确定步骤包括：

16、根据所述第一中点电流和所述第三中点电流的大小关系，确定所述零序电压的分段计算公式；其中，所述零序电压的分段计算公式，表征所述零序电压与所述控制周期内的所述储能变流模块的母线中点电流的分段线性关系。

17、根据本公开一些实施例，所述中点电流确定步骤中，所述第一中点电流计算公式、第二中点电流计算公式和第三中点电流计算公式分别为：

18、

19、其中，分别为第一中点电流、第二中点电流和第三中点电流；umax、umid、umin分别为最大参考电压、中间参考电压和最小参考电压；imax、imid、imin分别为最大相电流、中间相电流和最小相电流。

20、根据本公开一些实施例，所述控制模块用于执行所述零序电压的分段计算公式确定步骤包括：

21、若i’0z1＞i’0z3，则所述零序电压的分段计算公式为：

22、

23、其中，uzmin满足：

24、

25、uzmax满足：

26、uz为零序电压，i0_ref为控制周期内的所述储能变流模块的母线中点电流，a为正数。

27、根据本公开一些实施例，所述控制模块用于执行所述零序电压的分段计算公式确定步骤包括：

28、若i’0z1≤i’0z3，则所述零序电压的分段计算公式为：

29、

30、其中，uzmin满足：

31、uzmax满足：

32、uz为零序电压，i0_ref为控制周期内的所述储能变流模块的母线中点电流，a为正数。

33、根据本公开一些实施例，在所述零序电压的分段计算公式确定步骤之前，所述控制模块还用于执行以下步骤：

34、第二获取步骤：获取控制周期内的所述储能变流模块的直流侧上电容电压和直流侧下电容电压；

35、母线中点电流确定步骤：根据所述直流侧上电容电压和所述直流侧下电容电压，确定所述母线中点电流。

36、根据本公开一些实施例，本公开实施例另一方面还提供一种基于上述任一项所述的储能系统的控制方法，包括以下步骤：

37、第一获取步骤：获取控制周期内的所述储能变流模块的交流侧参考电压和交流侧相电流；其中，所述交流侧参考电压包括至少三个参考电压，所述至少三个参考电压中，存在两个极性相反的参考电压；所述交流侧相电流包括与所述至少三个参考电压分别对应的至少三个相电流；

38、排序步骤：按照大小关系，对所述交流侧相电流和标幺后的所述交流侧参考电压分别进行排序；

39、中点电流确定步骤：根据预设的至少三个中点电流计算公式，确定至少三个中点电流；所述至少三个中点电流计算公式基于在第一电压叠加第二电压为零时，其余参考电压叠加所述第二电压后不改变正负极性的情况下得到，所述第一电压为标幺后的所述交流侧参考电压中的任一个；

40、零序电压的分段计算公式确定步骤：根据所述至少三个中点电流的大小关系，确定零序电压的分段计算公式；其中，所述零序电压的分段计算公式，表征所述零序电压与所述控制周期内的所述储能变流模块的母线中点电流的分段线性关系；

41、零序电压确定步骤：根据所述零序电压的分段计算公式，确定所述母线中点电流对应的所述零序电压；

42、叠加步骤：将所述母线中点电流对应的所述零序电压分别与所述交流侧参考电压叠加。

43、根据本公开一些实施例，所述第一获取步骤中，所述交流侧参考电压包括三个参考电压，所述三个参考电压中，存在两个极性相反的参考电压；所述交流侧相电流包括与所述三个参考电压分别对应的三个相电流；

44、所述排序步骤包括：

45、按照大小关系，对所述交流侧相电流和标幺后的所述交流侧参考电压分别进行排序，确定最大参考电压、中间参考电压、最小参考电压、最大相电流、中间相电流和最小相电流；

46、所述中点电流确定步骤包括：

47、根据预设的第一中点电流计算公式、第二中点电流计算公式和第三中点电流计算公式，分别确定第一中点电流、第二中点电流和第三中点电流；所述第一中点电流计算公式基于在所述最大参考电压叠加第三电压为零时，所述中间参考电压和所述最小参考电压分别叠加所述第三电压后不改变正负极性的情况下得到；所述第二中点电流计算公式基于在所述中间参考电压叠加第四电压为零时，所述最大参考电压和所述最小参考电压分别叠加所述第四电压后不改变正负极性的情况下得到；所述第三中点电流计算公式基于在所述最小参考电压叠加第五电压为零时，所述最大参考电压和所述中间参考电压分别叠加所述第五电压后不改变正负极性的情况下得到；

48、所述零序电压的分段计算公式确定步骤包括：

49、根据所述第一中点电流和所述第三中点电流的大小关系，确定所述零序电压的分段计算公式；其中，所述零序电压的分段计算公式，表征所述零序电压与所述控制周期内的所述储能变流模块的母线中点电流的分段线性关系。

50、根据本公开一些实施例，所述中点电流确定步骤中，所述第一中点电流计算公式、第二中点电流计算公式和第三中点电流计算公式分别为：

51、

52、其中，i’0z1、i’0z2、i’0z3分别为第一中点电流、第二中点电流和第三中点电流；umax、umid、umin分别为最大参考电压、中间参考电压和最小参考电压；imax、imid、imin分别为最大相电流、中间相电流和最小相电流。

53、根据本公开一些实施例，所述零序电压的分段计算公式确定步骤包括：

54、若i’0z1＞i’0z3，则所述零序电压的分段计算公式为：

55、

56、若i’0z1≤i’0z3，则所述零序电压的分段计算公式为：

57、

58、其中，uzmin满足：

59、

60、uzmax满足：

61、uz为零序电压，i0_ref为控制周期内的所述储能变流模块的母线中点电流，a为正数。

62、本公开实施例提供一种储能系统及其控制方法，该储能系统中，通过控制模块执行第一获取步骤、排序步骤、中点电流确定步骤、零序电压的分段计算公式确定步骤和零序电压确定步骤可以确定母线中点电流对应的零序电压，然后通过控制模块执行叠加步骤，将母线中点电流对应的零序电压分别与交流侧参考电压叠加，从而保证叠加零序电压后对应的母线中点电流为零，进而抑制中点电位波动，实现对中点电位的控制。该储能系统在控制中点电位时，不需要调试参数，通用性强。