(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210927327.8 (22)申请日 2022.08.03 (71)申请人 国网湖南电动汽车服 务有限公司 地址 410000 湖南省长 沙市雨花区韶山北 路388号 (72)发明人 朱盛开　李宗赐　肖建平　唐玮　 陈彬　李尚龙　蔡俊　李勇　 刘乾易　刘芳　 (74)专利代理 机构 广州容大知识产权代理事务 所(普通合伙) 44326 专利代理师 刘新年 (51)Int.Cl. H02J 3/32(2006.01) H02J 3/46(2006.01) H02J 3/14(2006.01)G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种岸电系统冲击负荷柔性治理方法和装 置 (57)摘要 本发明实施例提供一种岸电系统冲击负荷 柔性治理方法和装置， 基于双 级式工频隔离型储 能PCS拓扑， 采用分层控制的逻辑， 基于负荷有功 功率值与填谷功率设定值、 削峰功率设定值的关 系， 以及电池荷电状态与电池荷电状态下限值、 电池荷电状态上限值的关系， 将岸电系统的运行 工况设定为空闲模式、 出力模式、 储能模式和soc 限幅模式； 并给出具体的功率指令值， 同时根据 过渡条件使得装置从当前工作模式切换到另外 一种模式； 实际功率快速准确地跟踪到能量管理 层给出的功率指令值， AC/DC功率转换系统控制 应用最优控制理论进行设计； DC/DC双 向变换器 控制应用无源控制理论进行设计， 能确保岸电系 统及公共电网的稳定运行。 权利要求书3页 说明书11页 附图4页 CN 115313452 A 2022.11.08 CN 115313452 A 1.一种岸电系统冲击负荷柔 性治理方法， 其特 征在于， 包括： S1、 获取岸电系统的负荷有功功率值、 填谷功率设定值、 削峰功率设定值、 电池荷电状 态、 电池荷电状态下限值和电池荷电状态上限值； S2、 基于所述负荷有功功率值与所述填谷功率设定值、 所述削峰功率设定值的关系， 以 及所述电池荷电状态与所述电池荷电状态下限值、 所述电池荷电状态上限值的关系， 将所 述岸电系统的运行工况设定为空 闲模式、 出力模式、 储能模式和soc限幅模式； S3、 确定空闲模式、 出力 模式、 储能模式和soc限幅模式下的功率指令值， 以及确定所述 空闲模式、 所述出力模式、 所述储能模式和所述soc限幅模式之间的过渡条件。 2.根据权利要求1所述的岸电系统冲击负荷柔性治理方法， 其特征在于， 所述步骤S2具 体包括： 若获知Pload_L≤Pload≤Pload_H， 且socmin≤soc≤socmax； 则判断进入空闲模式； 其中， Pload 为负荷有功功率值， Pload_L为填谷功率设定值， Pload_H为削峰功率设定值， soc为电池荷电状 态、 socmin为电池荷电状态下限值， socmax为电池荷电状态上限值； 若获知Pload<Pload_L， 且soc<socmin； 或Pload<Pload_L， 且socmin≤soc≤socmax； 或Pload_L≤ Pload≤Pload_H， 且soc<socmin； 则判断进入 储能模式； 若获知Pload>Pload_H， 且soc>socmax； 或Pload>Pload_H， 且socmin≤soc≤socmax； 或Pload_L≤ Pload≤Pload_H， 且soc>socmax； 则判断进入出力模式； 若获知Pload<Pload_L， 且soc>socmax； 或Pload>Pload_H， 且soc<socmin； 则判断进入soc限幅模 式。 3.根据权利要求2所述的岸电系统冲击负荷柔性治理方法， 其特征在于， 所述步骤S2 中， 确定空 闲模式、 出力模式、 储能模式和soc限幅模式下的功率指令值， 具体包括： 在空闲模式下， 确定功率指令值为： Pref＝0， Qref＝Qload； 其中， Pref为有功功率指令值， Qref为无功功率指令值， Qload为负载的无功 功率； 在储能模式下， 若Pload<Pload_L， 且soc<socmin； 则确定功率指令值为： Pref＝‑Psc， Qref＝ Qload， 其中， Psc为与岸电系统连接的AC /DC系统的额定有功 功率； 在储能模式下， 若Pload<Pload_L， 且socmin≤soc≤socmax， 则确定功率指令值为： Pref＝‑ Psc/k， Qref＝Qload； 其中， k为调节系数， 有k≥1； 在储能模式下， 若Pload_L≤Pload≤Pload_H&soc<socmin， 则确定功率指令值为： Pref＝‑Psc， Qref＝Qload； 在出力模式下， 若Pload>Pload_H， 且soc>socmax， 则确定功率指令值为： Pref＝Pload‑Pload_H， Qref＝Qload； 在出力模式下， 若Pload>Pload_H， 且socmin≤soc≤socmax， 则确定功率指令值为： Pref＝ Pload‑Pload_H， Qref＝Qload； 在出力模式下， 若Pload_L≤Pload≤Pload_H， 且soc>socmax， 则确定功率指令值为： Pref＝min {Pload,Psc}， Qref＝Qload； 在soc限幅模式下， 若Pload>Pload_H， 且soc<socmin， 则确定功率指令值 为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115313452 A 2在soc限幅模式下， 若Pload<Pload_L， 且soc>socmax， 则确定功率指令值 为： 上式中， λ(soc)为限制因子函数。 4.根据权利要求2所述的岸电系统冲击负荷柔性治理方法， 其特征在于， 所述步骤S3 中， 以及确定所述空闲模式、 所述出力模式、 所述储能模式和所述soc限幅模式之间的过渡 条件， 具体包括： 确定所述空闲模式过渡至 出力模式的过渡条件 为： Pload>Pload_H； 所述空闲模式过渡至储 能模式的过渡条件为： Pload<Pload_L； 确定所述出力模式过渡至空闲模式的过渡条件为： Pload≤Pload_H， 且socmin≤soc≤ socmax； 确定所述出力模式过渡至储能模式的过渡条件为： Pload<Pload_L， 且socmin≤soc≤ socmax； 确定所述出力模式过渡至soc限幅模式的过渡条件为： Pload>Pload_H， 且soc<socmin； 确定储能模式过渡至出力模式的过渡条件为： Pload>Pload_H， 且socmin≤soc≤socmax； 确定 储能模式过渡至空闲模式的过渡条件为： Pload_L≤Pload， 且socmin≤soc≤socmax； 确定储能模 式过渡至soc限幅模式的过渡条件为： Pload<Pload_L， 且soc>socmax； 确定soc限幅模式过渡至储能模式的过渡条件为： Pload≤Pload_H， 且soc<socmin； soc限幅 模式过渡至出力模式的过渡条件为： Pload_L≤Pload， 且soc>socmax。 5.根据权利要求1所述的岸电系统冲击负荷柔性治理方法， 其特征在于， 还包括步骤 S4、 基于最优控制理论， 设定与岸电系统连接的AC/D C功率转换系统的控制器为带积分的线 性二次型控制器， 根据AC/D C功率转换系统当前的状态变量与参考目标值之间的偏差， 通过 脉宽调制方法得到桥式电路开关管 的通断信号， 从而 改变当前的状态变量， 使得状态变量 与参考目标值之间的偏差为 零， 以使输出功率 准确跟踪功率指令值。 6.根据权利要求5所述的岸电系统冲击负荷柔性治理方法， 其特征在于， 还包括步骤 S5、 基于无源控制理论， 将与AC/DC功率转换系统连接的DC/DC双向变换器的控制器设定为 基于互联与阻尼分配的无源控制器； 当直流侧电容电压高于参考电压时， D C/DC双向变换器 的控制器控制电路处于降压斩波状态， 使得直流侧电容电压降低； 当直流侧电容电压低于 参考电压时， DC /DC双向变换器的控制器控制电路处于 升压斩波状态。 7.一种岸电系统冲击负荷柔性治理装置， 其特征在于， 包括能量管理层和变换器控制 层， 所述能量管理层包括 提取模块、 模式设定模块和功率与过渡 模块。 其中： 提取模块， 获取岸电系统的负荷有功功率值、 填谷功率设定值、 削峰功率设定值、 电池 荷电状态、 电池荷电状态下限值和电池荷电状态上限值； 模式设定模块， 基于所述负荷有功功率值与所述填谷功率设定值、 所述削峰功率设定 值的关系， 以及所述电池荷电状态与所述电池荷电状态下限值、 所述电池荷电状态上限值 的关系， 将所述岸电系统的运行工况设定为空 闲模式、 出力模式、 储能模式和soc限幅模式； 功率与过渡模块， 确定空闲模式、 处理模式、 储能模式和soc限幅模式下的功率指令值，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115313452 A 3