[发明专利]功率转换器的储能系统控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动储能领域，尤其涉及移动储能系统中功率转换器(PCS)的系统状态控制策略。

背景技术

储能功率转换系统PCS是电池储能载体与电网交互的关键部件，通过PCS，储能电池从交流电网中获取能量或向交流电网输出能量，在放电状态下，电池组中的直流电能通过PCS进行能量变换，将直流电能变换为交流电能回馈电网，在充电状态，PCS通过能量变换，将交流电能变换为直流电能，给电池充电。目前需要设计一种能够适应100KW的移动储能电站连接电网需求PCS的控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是实现一种能够通过调控发挥出移动储能系统更佳工作状态的PCS控制策略。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：功率转换器的储能系统控制方法：

功率转换器控制储能系统处于以下状态：

空闲状态：储能系统上电后，处于不工作状态；

预充电状态：辅助直流充电接触器吸合，电解电容预充电；

并网状态：直流主接触器吸合，同时直流辅接触器关闭；

电池挂网状态：交流主接触器吸合；

电池工作状态：PWM脉冲开启；

关机状态：储能系统关闭；

故障状态：检测到系统故障。

储能系统开机后，通过功率转换器按照以下步骤工作；

本发明的优点在于通过PCS控制策略切换工作状态，可以使移动储能系统更加高效、安全、可靠的工作。

附图说明

下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：

图1为PCS控制策略流程图；

图2 PCS系统硬件设计示意图。

具体实施方式

如图2所示为PCS硬件设计，其中涉及PCS主要由电池、直流预充电回路、直流继电器、交流继电器、直流预充电继电器、电解电容、功率转换模块、LCL滤波以及隔离变压器等。

通过PCS控制移动储能系统，将系统的工作状态分为以下几种：

空闲状态(IDLE)：系统上电后，处于空闲状态,在此状态对系统的电压环电流环PI参数，控制计数器值等各参数进行初始化。

预充电状态(Precharge)：当接到开机命令后，辅助直流充电接触器吸合，电池经过预充电回路对电解电容充电，系统进入预充电状态。

并网状态(OnGrid)：电解电容预充电完毕后，直流主接触器吸合，同时直流辅接触器关闭，系统进入并网状态。此状态电池与PCS直流侧连接。

电池挂网状态(BatteryOnGrid)：直流母线电压稳定后，交流主接触器吸合，系统进入电池挂网状态(BatteryOnGrid)。此状态电池与PCS交流侧连接。

电池工作状态(BatteryOnWorking)：当接受到充放电指令后，PWM脉冲开启，系统进入电池工作状态。

关机状态(ShutDown)：执行各状态机时，若收到关机指令，系统进入关机状态。等待再次启动。

故障状态(FailSafe)：若遇到一些过流、过压、温度等故障时，系统进入故障状态(FailSafe)，需对DSP进行复位才能解除。

上述工作步骤需要基于一套优化的循环控制方法，从而使各个步骤合理切换。

如图1所示，储能系统开机后，通过功率转换器按照以下步骤工作；

步骤1、开始系统处于空闲状态，即储能系统上电后处于空闲状态，系统对电压环电流环PI参数，控制计数器值等各参数进行初始化；

步骤2、当接收到开机命令后，辅助直流充电接触器吸合，电池经过预充电回路对电解电容充电，储能系统进入预充电状态；

步骤3、在预充电状态下，若直流母线充到电池电压稳定值后额定时间(一般是2秒)，直流主接触器吸合，同时直流辅接触器关闭，系统进入并网状态；若预充电状态下电池电压波动(即充电时间大于5秒)，则进入关机状态；

步骤4、在并网状态下，若直流母线充到电池电压稳定值后额定时间，交流主接触器吸合，系统进入电池挂网状态；若并网状态下电池电压波动(即充电时间大于5秒)，则进入关机状态；

步骤5、电池挂网状态下，当接受到充放电命令后，控制器执行SVPWM算法，PWM脉冲开启，系统进入电池工作状态，电池进行充放电工作；

步骤6、当接受到停止充放电命令后，PWM脉冲关闭，系统进入电池挂网状态；

系统执行各状态机时，若收到关机指令，系统进入关机状态；若遇到一些过流过压等故障时，系统进入故障状态，需对DSP进行复位才能解除。