[實(shí)用新型]一種雙閉環(huán)直流微網(wǎng)混合儲(chǔ)能控制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201821284663.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN208707373U
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安允展;瞿吉;董學(xué)育;許健偉;張亞亞;葛鵬;張彪;鄭馨
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J7/35
• 分類號(hào): H02J7/35
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

本實(shí)用新型公開了一種雙閉環(huán)直流微網(wǎng)混合儲(chǔ)能控制裝置，包括用于采集超級(jí)電容端電壓以及輸出電流的第一檢測(cè)器，用于采集蓄電池端電壓和輸出電流的第二檢測(cè)器，用于采集光伏電池輸出電壓、電流以及功率的第三檢測(cè)器，用于采集直流負(fù)載端電壓、輸入電流以及功率的第四檢測(cè)器，用于接收第三檢測(cè)器和第四檢測(cè)器輸出信號(hào)并計(jì)算功率波動(dòng)的計(jì)算模塊，用于將功率波動(dòng)分頻得到高頻部分和平滑部分的低通濾波器，以及第一自抗擾控制器、第二自抗擾控制器、第一PWM脈寬調(diào)制電路、第二PWM脈寬調(diào)制電路。基于自抗擾技術(shù)的雙閉環(huán)控制，克服功率波動(dòng)過程中存在的非線性、時(shí)變以及受到環(huán)境影響及電池和超級(jí)電容自身衰減等問題，維持直流母線電壓的穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種直流微網(wǎng)的混合儲(chǔ)能控制裝置，特別是一種基于自抗擾技術(shù)的雙閉環(huán)直流微網(wǎng)混合儲(chǔ)能控制裝置。

背景技術(shù)

隨著傳統(tǒng)的化石能源日益枯竭，以太陽能、風(fēng)能等清潔能源為主的分布式發(fā)電得到了廣泛重視，微電網(wǎng)也隨之產(chǎn)生。微電網(wǎng)多以交流微電網(wǎng)為主，但是隨著直流用電設(shè)備的增加，無需考慮相位同步、諧波污染和無功功率損耗等方面問題的直流微電網(wǎng)逐漸發(fā)展起來。但是，風(fēng)、光等分布式電源具有間歇性和波動(dòng)性，負(fù)載所消耗的功率也具有不確定性，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)功率供需失衡，進(jìn)而影響微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此需要就地配置一定容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)來抑制微電網(wǎng)的功率波動(dòng)并維持直流母線電壓穩(wěn)定。

蓄電池能量密度大、技術(shù)成熟、成本低等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。但是為維持系統(tǒng)運(yùn)行模式切換時(shí)的能量平衡，儲(chǔ)能單元往往需要吸收或發(fā)出較大的沖擊功率，頻繁的充放電會(huì)嚴(yán)重影響蓄電池的使用壽命。超級(jí)電容具有功率密度大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn)。采用蓄電池和超級(jí)電容的混合儲(chǔ)能裝置將大大提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的性能。

目前的儲(chǔ)能控制器大多數(shù)采用PI控制，但是儲(chǔ)能系統(tǒng)具有非線性、時(shí)變、耦合的特征，基于線性化的PI控制難以實(shí)現(xiàn)良好的控制效果。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種雙閉環(huán)直流微網(wǎng)混合儲(chǔ)能控制裝置，克服控制器采用PI控制的不足。

技術(shù)方案：一種雙閉環(huán)直流微網(wǎng)混合儲(chǔ)能控制裝置，光伏電池、蓄電池以及超級(jí)電容均分別通過雙向DC-DC變換器連接到直流母線，包括用于采集所述超級(jí)電容端電壓以及輸出電流的第一檢測(cè)器，用于采集所述蓄電池端電壓和輸出電流的第二檢測(cè)器，用于采集所述光伏電池輸出電壓、電流以及功率的第三檢測(cè)器，用于采集直流負(fù)載端電壓、輸入電流以及功率的第四檢測(cè)器，用于接收第三檢測(cè)器和第四檢測(cè)器輸出信號(hào)的波動(dòng)功率計(jì)算模塊，用于將波動(dòng)功率分頻得到高頻部分和平滑部分的低通濾波器，以及第一自抗擾控制器、第二自抗擾控制器、第一PWM脈寬調(diào)制電路、第二PWM脈寬調(diào)制電路；其中，所述第三檢測(cè)器和第四檢測(cè)器的輸出端連接所述波動(dòng)功率計(jì)算模塊的輸入端，所述波動(dòng)功率計(jì)算模塊的輸出端連接所述低通濾波器的輸入端，所述低通濾波器輸出的所述高頻部分以及所述第一檢測(cè)器的輸出信號(hào)均輸入到所述第一自抗擾控制器的信號(hào)輸入端，所述低通濾波器輸出的所述平滑部分以及所述第二檢測(cè)器的輸出信號(hào)均輸入到所述第二自抗擾控制器的信號(hào)輸入端，所述第一自抗擾控制器的信號(hào)輸出端連接所述第一 PWM脈寬調(diào)制電路的輸入端，所述第二自抗擾控制器的信號(hào)輸出端連接所述第二PWM 脈寬調(diào)制電路的輸入端，所述第一PWM脈寬調(diào)制電路的輸出端接所述超級(jí)電容連接的 DC-DC變換器的控制端，所述第二PWM脈寬調(diào)制電路的輸出端接所述蓄電池連接的 DC-DC變換器的控制端。

有益效果：本實(shí)用新型的一種雙閉環(huán)直流微網(wǎng)混合儲(chǔ)能控制裝置，基于自抗擾技術(shù)的雙閉環(huán)控制，克服功率波動(dòng)過程中存在的非線性、時(shí)變以及受到環(huán)境影響及電池和超級(jí)電容自身衰減等問題，維持直流母線電壓的穩(wěn)定，具有較好的控制品質(zhì)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為超級(jí)電容的自抗擾控制充放電控制框圖；

圖3為蓄電池的自抗擾控制充放電控制框圖。

具體實(shí)施方式