[發明專利]延長PMSG電池壽命的改進混合儲能系統功率分配方法

有效

• 申請號: 201811293330.9
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109193891B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 尹俊
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: H02J7/14
• 分類號: H02J7/14;H02J3/32
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

1.一種延長PMSG電池壽命的改進混合儲能系統功率分配方法，其特征在于：

包括包含電池和電容器混合儲能系統的PMSG風力發電系統，所述風力發電系統由2個部分組成，永磁風力發電機部分和電池、電容器組成的混合儲能系統部分；

(1)永磁風力發電機部分的模型為：

其中P_w為永磁風力發電機發出的電功率，V_w為風速，Tw為永磁風力發電機的電磁轉矩，C_p為風功率因數，λ為風力發電機葉片尖端速度與風速的比值，β為葉片迎風角，ρ為空氣密度，R為等效電阻；

(2)電池、電容器組成的混合儲能系統模型為：

其中U_dc為直流母線電壓，R₀為電池的空載電阻，L₀為空載電抗，i_batt為電池電流，R_C為電容的電阻，U_c為電容器電壓；

所述方法包括：

計算混合儲能系統的存儲功率；

通過對直流母線上電壓實際值與額定值進行比較，將電壓差值作為輸入值輸入PI控制器，PI控制器輸出混合儲能系統的存儲功率；

根據計算出的混合儲能系統的存儲功率，在電池和電容器之間進行分配，

將直流母線額定電壓設置為電容器的最優控制電壓；根據直流母線電壓高于額定值還是低于額定值，確定混合儲能系統處于充電還是放電狀態；

當直流母線電壓高于額定值時，混合儲能系統處于充電狀態；

當混合儲能系統處于充電狀態，且電容器電壓低于最優控制電壓時：將電池的電流i_batt設置為0，只由電容器吸收電能，從而減少了電池的充電時間；一旦電容器的電壓達到最優控制電壓，則通過低通濾波器將功率波動區分為高頻、低頻波動，低頻的功率波動差值由電池存儲，高頻的功率波動差值由電容器存儲；當混合儲能系統處于充電狀態，且電容器電壓高于最優控制電壓時，通過低通濾波器將功率波動區分為高頻、低頻波動，低頻的功率波動差值由電池存儲，高頻的功率波動差值由電容器存儲；

當直流母線電壓低于額定值時，混合儲能系統處于放電狀態：

當混合儲能系統處于放電狀態，且電容器電壓低于最優控制電壓時：通過低通濾波器將功率波動區分為高頻、低頻波動，低頻的功率波動差值由電池來放電平抑，高頻的功率波動差值由電容器來放電平抑；當混合儲能系統處于放電狀態，且電容器電壓高于最優控制電壓時：將電池的電流i_batt設置為0，然后將所有功率差值首先由電容器放電平抑，從而減少了電池的放電時間；一旦電容器的電壓達到最優控制電壓，則通過低通濾波器將功率波動區分為高頻、低頻波動，其中低頻的功率波動差值由電池放電平抑，高頻的功率波動差值由電容器放電平抑。

2.如權利要求1所述的延長PMSG電池壽命的改進混合儲能系統功率分配方法，其特征在于：所述的低通濾波器采用的是10倍于電力系統運行頻率的低通濾波器。