国网福建省电力有限公司姜文瑾获国家专利权
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龙图腾网获悉国网福建省电力有限公司申请的专利MMC型电池储能精细化等效建模方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116047302B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211404258.9,技术领域涉及:G01R31/367;该发明授权MMC型电池储能精细化等效建模方法是由姜文瑾;杨晓东;刘巧妹;沈豫;张伟骏;阙定飞;涂夏哲;黄夏楠;林伟伟;邹艺超;李智诚;曾振松;刘林设计研发完成,并于2022-11-07向国家知识产权局提交的专利申请。
本MMC型电池储能精细化等效建模方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种MMC型电池储能精细化等效建模方法,通过在桥臂上安装的电压传感器、电流传感器分别获取桥臂电压、电流与子模块中电池电压、电流,并结合子模块的开关函数建立数学模型,进而利用卡尔曼滤波算法计算桥臂中IGBT、反并联二极管的导通压降与电池模型参数。在得到上述模型参数后,利用戴维南等效定理将整个桥臂等效,该方法能够实现对MMC型电池储能的精细化等效建模,减少了仿真电路中的电气节点数与计算量,提升了仿真速度与精度。
本发明授权MMC型电池储能精细化等效建模方法在权利要求书中公布了:1.一种MMC型电池储能精细化等效建模方法,其特征在于:通过在桥臂上安装的电压传感器、电流传感器分别获取桥臂电压、电流与子模块中电池电压、电流;并结合子模块的开关函数建立数学模型,进而利用卡尔曼滤波算法计算桥臂中IGBT、反并联二极管的导通压降与电池模型参数;在得到所述模型参数后,利用戴维南等效定理将整个桥臂等效,以实现对MMC型电池储能的精细化等效建模; 具体包括以下步骤: 步骤S1:初始化SOC、电池端电压、桥臂电流、以及IGBT开关状态; 步骤S2:判断电池是否旁路,则若被旁路,则令对应的子模块电池观测阵=0后执行步骤S3,如果未被旁路,则直接执行步骤S3; 步骤S3:记录当前时刻SOC、电池端电压、桥臂电流、以及IGBT开关状态; 步骤S4:计算误差协方差矩阵式与卡尔曼增益式; 步骤S5:更新状态量与误差协方差矩阵式; 步骤S6:获得IGBT导通压降和电池参数; 步骤S7:对MMC型电池储能模块进行戴维南等效建模; 在步骤S4中,分别列写所有子模块上IGBT和电池状态参数的量测方程: 31 32 其中,Us为桥臂电压,、分别为MMC型电池储能的桥臂观测阵与子模块电池观测阵,、均是测量噪声信号;为桥臂上子模块的IGBT和反并联二极管的状态参数;设定状态量和以及协方差矩阵和的初值,为8n阶的单位矩阵,为1阶的单位矩阵,设初值,,、为任取的大于0的常数;、是过程噪声,设为一数值; 时刻,IGBT与电池参数的卡尔曼增益矩阵分别为: 33 34 其中,、分别是8n维列向量和1阶的对角矩阵,均为卡尔曼增益矩阵, 分别是IGBT与电池观测噪声的方差矩阵;和均为上一时刻误差协方差矩阵; 在步骤S5中,更新后的系统状态估计值分别为: 35 36 修正后的误差协方差矩阵为: 37 38 通过式31、(33)、(35)、(37)得到桥臂上所有子模块IGBT、反并联二极管下一时刻的状态参数估计结果,通过与式(32)、(34)、(36)、(38)的步骤得到下一时刻桥臂上所有子模块电池的状态参数估计结果,按以上步骤不断的迭代直到收敛,一直更新IGBT反并联二极管与电池参数,实现MMC型电池储能各子模块IGBT和电池的在线参数监测。
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