[發(fā)明專利]一種基于荷電狀態(tài)的直流微電網(wǎng)多儲(chǔ)能系統(tǒng)均衡控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011095852.5
• 申請(qǐng)日: 2020-10-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112310990B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊光;劉偉東;李磊;李曉輝;劉小琛;劉洋洋;梁彬;李丹;鄒琪;趙慶來(lái)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)天津市電力公司營(yíng)銷服務(wù)中心;國(guó)網(wǎng)天津市電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)天津市電力公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/32
• 分類號(hào): H02J3/32
• 代理公司: 天津盛理知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王來(lái)佳

本發(fā)明涉及一種基于荷電狀態(tài)的直流微電網(wǎng)多儲(chǔ)能系統(tǒng)均衡控制方法，其技術(shù)特點(diǎn)是：通過(guò)在直流微電網(wǎng)中加入儲(chǔ)能電源SOC；計(jì)算協(xié)調(diào)均衡控制儲(chǔ)能電源SOC數(shù)據(jù)；根據(jù)協(xié)調(diào)均衡控制儲(chǔ)能電源SOC的計(jì)算數(shù)據(jù)，對(duì)直流微電網(wǎng)進(jìn)行改進(jìn)均衡控制，實(shí)現(xiàn)了在各儲(chǔ)能電源SOC不同的情況下，使用改進(jìn)下垂控制控制各直流變換器，使每組儲(chǔ)能電源SOC依據(jù)自身進(jìn)行出力，以實(shí)現(xiàn)功率均衡分配。本發(fā)明通過(guò)根據(jù)各自儲(chǔ)能電源SOC對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的功率分配，從而達(dá)到儲(chǔ)能電源SOC均衡的目的，避免儲(chǔ)能儲(chǔ)能電源SOC過(guò)充或過(guò)放，延長(zhǎng)了儲(chǔ)能電源SOC使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于荷電狀態(tài)的直流微電網(wǎng)多儲(chǔ)能系統(tǒng)均衡控制方法。

背景技術(shù)

隨著可再生能源的發(fā)展，微電網(wǎng)得到廣泛的應(yīng)用。微電網(wǎng)作為整合區(qū)域內(nèi)分布式能源和負(fù)荷的小型電力系統(tǒng)，以其靈活的運(yùn)行模式和可控性成為大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用可再生能源的解決方案之一。相較于交流微電網(wǎng)，直流微電網(wǎng)減少了變流設(shè)備以及功率轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，也不存在交流微電網(wǎng)中相位同步、無(wú)功潮流和諧波等問(wèn)題，易于控制，運(yùn)行可靠，因而得到廣泛關(guān)注和研究。由于可再生能源的間隙性以及負(fù)荷波動(dòng)的不確定性，此時(shí)需要配備儲(chǔ)能電池來(lái)維持正常電壓水平下功率的實(shí)時(shí)平衡。為了滿足相應(yīng)變流器的功率等級(jí)，以確保儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全性和可靠性，此時(shí)需要多個(gè)儲(chǔ)能電源配置成儲(chǔ)能系統(tǒng)。但由于各儲(chǔ)能電池間的差異以及充放電過(guò)程中功率分配不均等問(wèn)題導(dǎo)致儲(chǔ)能電池間SOC存在差異，容易造成儲(chǔ)能電池過(guò)充或過(guò)放，不僅影響電池壽命，也影響整個(gè)直流微網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。因此須對(duì)各儲(chǔ)能電源變換器進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)功率在各儲(chǔ)能電源間的均衡分配。

現(xiàn)有技術(shù)主要有：采用以SOC為自變量的非性對(duì)數(shù)函數(shù)構(gòu)建不同儲(chǔ)能電源SOC間變化率關(guān)系，實(shí)現(xiàn)各儲(chǔ)能電源SOC均衡和負(fù)荷功率動(dòng)態(tài)分配，但只考慮了儲(chǔ)能放電情況；提出以SOC冪函數(shù)自適應(yīng)調(diào)節(jié)各儲(chǔ)能電源的下垂系數(shù)，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷功率在各儲(chǔ)能之間的動(dòng)態(tài)分配和SOC均衡，但當(dāng)不同儲(chǔ)能電源荷電狀態(tài)差異較大時(shí)，仍然避免不了儲(chǔ)能電池的過(guò)充和過(guò)放；利用電壓變化率替代下垂控制中的電壓，有效降低線路阻抗對(duì)負(fù)荷功率分配精度的影響，但是沒(méi)有考慮SOC信息，用于儲(chǔ)能控制時(shí)不能按容量進(jìn)行功率分配。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于荷電狀態(tài)的直流微電網(wǎng)多儲(chǔ)能系統(tǒng)均衡控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)在各儲(chǔ)能電源SOC不同的情況下，使用改進(jìn)下垂控制控制各直流變換器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于荷電狀態(tài)的直流微電網(wǎng)多儲(chǔ)能系統(tǒng)均衡控制方法，包括以下步驟：

步驟1、在直流微電網(wǎng)中加入儲(chǔ)能電源；

步驟2、計(jì)算協(xié)調(diào)均衡控制儲(chǔ)能電源SOC數(shù)據(jù)；

步驟3、根據(jù)協(xié)調(diào)均衡控制儲(chǔ)能電源SOC的計(jì)算數(shù)據(jù)，對(duì)直流微電網(wǎng)進(jìn)行改進(jìn)均衡控制。

而且，所述步驟1的具體實(shí)現(xiàn)方法為：所述直流微電網(wǎng)包括分布式發(fā)電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車和直流負(fù)載，三組儲(chǔ)能電源分別通過(guò)直流變換器連接直流母線并直接對(duì)分布式發(fā)電系統(tǒng)、電動(dòng)汽車和直流負(fù)載進(jìn)行供電。

而且，所述步驟2的具體實(shí)現(xiàn)方法為：

使用安時(shí)計(jì)量法對(duì)儲(chǔ)能電源的電池荷電狀態(tài)進(jìn)行估算：

其中，SOC(t)為儲(chǔ)能電源當(dāng)前荷電狀態(tài)，SOC(0)為儲(chǔ)能電源初始荷電狀態(tài)；C_b為儲(chǔ)能電源SOC容量；i_b為儲(chǔ)能電源SOC充放電電流；t為儲(chǔ)能電源SOC運(yùn)行時(shí)間；

計(jì)算儲(chǔ)能電源SOC的輸出功率：

P_b＝i_bV_b