[發明專利]一種混合儲能自主分頻能量管理方法

有效

• 申請號: 201810092979.8
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108306280B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 陳燕東;譚文娟;周小平;周樂明;伍文華;楊苓;謝志為;王伊;羅安
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10;H02J7/34
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強;王娟

1.一種混合儲能自主分頻能量管理方法，適用于直流微網混合儲能控制系統；直流微網包括光伏模塊、混合儲能模塊、電力電子變換器及負荷；所述光伏模塊通過Boost電路與直流母線連接；所述混合儲能模塊包括超級電容和蓄電池，所述超級電容、蓄電池的輸出均經Buck/Boost電路連接在直流母線上；所述負荷由DC/DC變換器和阻性負載模擬；其特征在于，該方法包括以下步驟：

1)在每個采樣周期的起始點，對直流母線電壓U_dc、超級電容實際輸出電壓U_osc、蓄電池實際輸出電壓U_ob、光伏側的輸出電流i_res、超級電容輸出電流i_osc、蓄電池輸出電流i_ob、負載輸出電流i_L1和i_L2進行采樣，將經過AD轉換器轉換后的數據送給DSP控制器進行讀取與存儲；

2)將采樣得到的負載電流i_L1與i_L2求和，再與光伏模塊的輸出電流i_res相減得到儲能模塊所要提供或吸收的電流i_o；

3)將步驟1)采樣得到的蓄電池輸出電流i_ob與所引入的虛擬電感L_v及虛擬電阻R_v分別相乘后再求和，得到蓄電池輸出側電壓修正值△U_ob：ΔU_ob＝(R_v+sL_v)i_ob；將步驟1)采樣得到的超級電容輸出電流值i_osc與所引入的虛擬電容C_v相乘后得到超級電容輸出側電壓修正值△U_osc；

4)利用下式計算得到蓄電池輸出側電壓參考值U_ob^*：其中，U_ref為與蓄電池輸出端連接的Buck/Boost電路的輸出電壓參考值；△U_ob為蓄電池輸出側電壓修正值；用與超級電容連接的Buck/Boost電路的輸出電壓參考值U^*_ref減去超級電容輸出側電壓修正值△U_osc，得到超級電容輸出側電壓參考值U_osc^*；

5)將蓄電池輸出側電壓參考值U_ob^*與采樣得到的蓄電池實際輸出電壓U_ob相減，得到電壓誤差信號△U_{ob_ref}；將超級電容輸出側電壓參考值U_osc^*與超級電容實際輸出電壓U_osc相減，得到電壓誤差信號△U_{osc_ref}；

6)將電壓誤差信號△U_{ob_ref}經PI控制器調節后，得到蓄電池所連接的Buck/Boost電路電感側的電流參考值i_{b_ref}；將電壓誤差信號△U_{osc_ref}經PI控制器調節后，得到超級電容所連接的Buck/Boost電路電感側的電流參考值i_{sc_ref}；

7)用電流參考值i_{b_ref}與蓄電池所連接的Buck/Boost電路中的電感電流反饋值i_b相減，其差值經PI調節后，得到蓄電池所連接的Buck/Boost電路PWM調制波信號D₁^*，將其傳送至驅動保護電路，產生驅動信號，用來驅動蓄電池所連接的Buck/Boost電路；用電流參考值i_{sc_ref}與超級電容所連接的Buck/Boost電路中的電感電流反饋值i_sc相減，其差值經PI調節后，得到超級電容所連接的Buck/Boost電路PWM調制波信號D₂^*，將其傳送至驅動保護電路，產生驅動信號，用來驅動超級電容所連接的Buck/Boost電路。

2.根據權利要求1所述的混合儲能自主分頻能量管理方法，其特征在于，所述Buck/Boost電路為雙向DC/DC變換器。

3.根據權利要求1所述的混合儲能自主分頻能量管理方法，其特征在于，所述虛擬電感L_v取值為5mH，虛擬電阻R_v取值為1mΩ；超級電容側引入的虛擬電容C_v的值為2mF。