[發明專利]一種直流微電網混合儲能系統優化方法

有效

• 申請號: 201811230865.1
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109390926B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 劉欣博;張洲;鄒瑤涵
• 申請（專利權）人: 北方工業大學
• 主分類號: H02J1/06
• 分類號: H02J1/06;H02J7/34
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 李中華

1.一種直流微電網混合儲能系統優化方法，所述直流微電網混合儲能系統包括超級電容、蓄電池，其中，所述超級電容與蓄電池并聯，所述超級電容通過第一、第二雙向DC-DC變換器連接直流母線DC-BUS，所述蓄電池通過第三、第四雙向DC-DC變換器連接直流母線DC-BUS，直流母線DC-BUS還分別連接有恒功率負載CPL、微源，所述恒功率負載CPL包括有負載端，微源包括有發電端，其特征在于，該直流微電網混合儲能系統優化方法，包括：

步驟S101:將混合儲能系統需要平抑的功率通過低通濾波器，蓄電池用于平抑低頻功率波動，超級電容用于平抑高頻功率波動；

步驟S102:將發電端與負載端的功率之差分成幾個范圍，每個范圍分別選取合適的濾波時間常數T，在恒功率負載CPL功率變化的過程中，實時改變濾波時間常數T的值；

步驟S103：對包含直流微電網混合儲能系統的微電網進行建模，選用T-S模糊模型法進行建模，利用線性方程來表示每一個局部區域的局部規則，以局部線性化為基礎，通過模糊推理的方法實現全局的非線性化，以確定最合適時間常數；

步驟S103包括：

步驟S1031：對微電網各部分進行等效,微源作為供電端等效成一個電流源；將負載變換器和負載整體等效成一個恒功率負載CPL；將蓄電池和與其相連的雙向DC-DC變換器等效成一個電壓源；超級電容和與其相連的雙向DC-DC變換器等效為一個受控電流源，其電流由需要平抑的高頻功率除以母線電壓得到；

步驟S1032：列寫系統的狀態方程式：

其中：L_f為濾波電感；C為濾波電容；r_f為等效內阻；T為濾波時間常數；S為拉普拉斯變換中的復變量；v_e為母線電壓；v_s為負載兩端電壓；i_e為流過濾波電感的電流；i_s為流過負載的電流；i_dc為電流源輸出電流；i_sc為超級電容輸出電流；p_s為負載功率；

定義矩陣形式的新狀態變量：

其中：x₁為流過濾波電感的電流的實際值與穩態值之間的偏移量，x₂為負載電壓實際值與穩態值之間的偏移量，x₃為超級電容電流的實際值與穩態值之間的偏移量；i_e,0為流過濾波電感的電流的穩態值，v_s,0為負載兩端電壓的穩態值，i_sc,0為超級電容輸出電流的穩態值；

獲得矩陣新狀態空間模型：

其中：f₁(x₂)＝1/(x₂+v_s,0)；p_s,0為負載功率穩態值；v_s,0為負載電壓穩態值；

步驟S1033：利用模糊IF-THEN規則，確定模糊變量和模糊集，將非線性系統(3)建模，其建模模型為：

R¹：當x₂取最大時，f_1min(x₂)＝1/(x_2max+v_s,0)，則模型為：

其中：A₁代表公式中的矩陣；

R²：當x₂取最小時，f_1max(x₂)＝1/(x_2min+v_s,0)，則模型為：

其中：A₂代表公式中的矩陣；

步驟S104:獲得直流微電網混合儲能系統在不同濾波時間常數下的穩定域。

2.根據權利要求1所述的一種直流微電網混合儲能系統優化方法，其特征在于，平抑功率與發電端功率、負載端功率的關系為：發電端功率與負載端功率之差為蓄電池和超級電容的目標平抑功率之和，且改變濾波器時間常數T的大小會改變蓄電池和超級電容的功率分配情況。