[发明专利]储能系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种储能系统及其控制方法。储能系统包括逆变器并网控制环路和光伏直流变换器控制环路，所述逆变器并网控制环路上设有第一电池电压上限限幅环路和电池电压下限限幅环路，所述光伏直流变换器控制环路上设有第二电池电压上限限幅环路和母线电压上限限幅环路；通过对电池电压上下限检测以及母线电压上限检测，根据储能系统的运行模式判断及检测结果，自动投切第一电池电压上限限幅环路、电池电压下限限幅环路、第二电池电压上限限幅环路和母线电压上限限幅环路，并根据环路结果调整逆变器及光伏直流变换器输出功率。本发明通过加入额外的控制约束环路，自动调整逆变器和光伏直流变换器的功率控制。

技术领域

本发明涉及电化储能技术领域，更具体地说，特别涉及储能系统及其控制方法。

背景技术

通常储能系统拓扑如图1所示，主要包含0个或一个或多个光伏直流变换器102，0个或一个或多个电池直流变换器103，一个逆变器104，其中光伏直流变换器102前端输入为光伏电池106，电池直流变换器103前端输入为电池107，光伏直流变换器102和电池直流变换器103的输出一起接到逆变器104的输入端，逆变器104的输出端接到电网105和负载108。当光伏直流变换器102为0个时，系统不接入光伏电池106，当电池直流变换器103为0个时，电池107直接接到逆变器104的输入端。当电网电压正常时，系统并网运行时，当电网电压异常时，系统切换至离网运行。系统工作时，电池直流变换器103控制输出端母线电压到恒定值，逆变器104根据调度系统功率给定进行功率控制，光伏直流变换器102根据光伏电池106最大功率点进行功率控制。根据功率平衡，有光伏直流变换器总输出功率110+电池直流变换器总输出功率111=逆变器输出功率112。

现有储能系统控制方法中，由于逆变器需要响应调度系统功率指令，让电池直流变换器来稳定母线电压，因此没有专门的控制环节对电池电压和电池功率进行直接控制，当检测当电池功率超过一定值时，通过功率平衡公式，光伏功率减去电池功率获取到逆变器的输出功率给定进行控制；检测当电池电压超过一定值时，线性地衰减逆变器功率指令值，同时通过功率平衡公式，对光伏直流变换器的输出功率给定进行控制。该方法对电池电压和电池充放电功率的控制具有一定的滞后性，且当逆变器和光伏直流变换器的功率响应和功率控制精度不足时，都会影响电池的安全性能。

基于以上控制方法上的不足，确有必要开发储能系统及其控制方法，从逆变器和光伏直流变换器控制环路入手，通过加入额外的控制约束环路，自动调整逆变器和光伏直流变换器的功率控制，解决了储能系统各功率模块间的功率分配以及安全约束问题，通过以控制约束环路代替系统功率平衡计算，提高了系统动态响应速度并降低了系统控制逻辑的复杂性。

发明内容

本发明的目的在于提供储能系统及其控制方法，以克服现有技术所存在的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

储能系统，包括逆变器并网控制环路和光伏直流变换器控制环路，所述逆变器并网控制环路上设有第一电池电压上限限幅环路和电池电压下限限幅环路，所述光伏直流变换器控制环路上设有第二电池电压上限限幅环路和母线电压上限限幅环路；通过对电池电压上下限检测以及母线电压上限检测，根据储能系统的运行模式判断及检测结果，自动投切第一电池电压上限限幅环路、电池电压下限限幅环路、第二电池电压上限限幅环路和母线电压上限限幅环路，并根据环路结果调整逆变器及光伏直流变换器输出功率。

本发明还提供根据上述的储能系统的控制方法，包括以下步骤，

步骤S301，判断储能系统的运行模式；

步骤S302，若储能系统的运行模式为并网运行时则执行步骤S303；

步骤S303，储能系统判断到电池电压是否到上限限幅，若是则执行步骤S304，否则执行步骤S309；

步骤S304，触发第一电池电压上限限幅环路自动生效；