[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

本發明涉及直流微電網儲能技術領域，尤其涉及一種直流微電網混合儲能系統優化方法，包括：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；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；對包含直流微電網混合儲能系統的微電網進行建模，以確定最合適時間常數；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。針對超級電容和蓄電池各自的儲能特點，通過實時改變儲能系統濾波器時間常數，優化能量在不同儲能裝置中的合理分配，提高電能利用效率，優化能量管理。

技術領域

本發明涉及直流微電網儲能技術領域，尤其涉及一種直流微電網混合儲能系統優化方法。

背景技術

隨著化石能源的逐漸耗盡和新能源的蓬勃發展，微電網系統越來越受到人們的廣泛關注。尤其是直流微電網，具有非常多的優勢。但是由于新能源的輸出功率受環境因素影響較大，因此在直流微電網系統中，為保證系統中功率的穩定性，需要配置相應的儲能系統。

目前應用較為廣泛的儲能方式主要為蓄電池儲能，但蓄電池功率密度小，循環使用壽命短，充放電效率不高，適用于大規模的電力儲能，不適用于大功率充放電及頻繁充放電的場合，因此單獨使用蓄電池儲能受到限制。而超級電容儲能則恰恰相反，超級電容具有較高的功率密度及較低的能量密度，循環使用壽命長，充放電效率髙，適用于次數較多的循環充放電及大功率充放電，而不適用于大規模的儲能。早期的混合儲能系統采用蓄電池與超級電容直接并聯的方式，并且用于分配功率的濾波器的時間常數是固定不變的。這種方式未考慮整個直流微電網的穩定性問題，并且在儲能方面也不能做到能量的高效率利用，而且設備的使用壽命并不能滿足要求。

傳統由超級電容和蓄電池的混合儲能系統的濾波器的時間常數是固定的，當負載所需要的功率和電源發出的功率之差變化幅度增大或者縮小時，濾波器并不能很好的分配需要平抑的功率，因為當需要平抑的功率發生變化時，濾波器的時間常數如果固定不變，那該時間常數就不是最優時間常數，此時的功率分配并不是最優分配，從而整個系統的穩定性便不能保持。

發明內容

鑒于此，本發明提出一種直流微電網混合儲能系統優化方法，用以解決由于傳統混合儲能系統的濾波器時間常數固定而導致的功率分配不優，系統穩定性不佳的問題。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種直流微電網混合儲能系統優化方法，其中，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1301: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。

作為優選，所述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。