[發明專利]基于比例功率分配的多儲能單元分布式控制方法

有效

• 申請號: 202011269491.1
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112436533B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 吳涵;柴利;陳曦;易靜文;鄭皖寧
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: H02J3/32
• 分類號: H02J3/32;H02J7/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡琳萍

1.一種基于比例功率分配的多儲能單元分布式控制方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1，給出單個儲能單元的連續時間動力學模型；

步驟2，將各儲能單元總輸出功率或總輸入功率等于給定參考功率作為步驟1中儲能單元連續時間動力學模型的控制目標；

步驟3，根據步驟1中給出的儲能單元的連續時間動力學模型和步驟2中給出的控制目標，設計分布式多采樣率估計器和功率控制器，計算每個儲能單元的輸出功率或輸入功率；所述分布式多采樣率估計器包括儲能單元離散化動力學模型，以及分布式離散時間估計算法；

步驟4，將步驟1中的儲能單元的連續時間動力學模型離散化，得到分布式多采樣率估計器所包含的儲能單元離散化動力學模型；

步驟5，根據步驟4中的儲能單元離散化動力學模型確定按SoC狀態的比例充放電控制策略，使得所有儲能單元同時充滿電或同時放完電；

步驟6，結合步驟5中提出的按SoC狀態的比例充放電控制策略與步驟4中的儲能單元離散化動力學模型，計算出各儲能單元的輸出功率或輸入功率，所述輸出功率或輸入功率中包含全局變量；所述全局變量為放電或充電情況下所有儲能單元對應的集總參數的平均值，其中，為放電情況下儲能單元i的集總參數,為充電情況下儲能單元i的集總參數；各集總參數均與儲能單元i的容量Q_i、庫侖效率ρ_i、kMT時刻的電量狀態百分比SoC_i(kMT)、以及電壓V_i相關；MT為單元離散化模型的采樣周期，k為采樣時刻；

步驟7，針對步驟6中輸出功率或輸入功率所包含的全局變量，采用分布式離散時間估計算法得到準確的估計值，其中步驟4中的儲能單元離散化動力學模型的采樣周期是分布式離散時間估計算法采樣周期的整數倍；

步驟8，將步驟7得到的全局變量的估計值輸入到每個儲能單元的功率控制器中，替代功率計算中需要用到的全局變量，得到各儲能單元的輸出功率或輸入功率信號；

步驟9，將步驟8中離散的輸出功率或輸入功率信號連續化后輸入給各儲能單元。

2.根據權利要求1所述的基于比例功率分配的多儲能單元分布式控制方法，其特征在于步驟1中所述單個儲能單元的連續時間動力學模型為：

其中，i表示第i個儲能單元的編號，i＝1,2,…,n，n為儲能單元總個數；Q_i,ρ_i分別表示儲能單元i的容量和庫侖效率；SoC_i(t)表示儲能單元i在時刻t的電量百分比，t大于等于0；I_i(t)表示儲能單元i在時刻t的輸出電流，V_i表示儲能單元i的電壓；當P_i(t)0時，P_i(t)表示儲能單元i在時刻t的輸出功率，或者當P_i(t)0時，P_i(t)表示儲能單元i在時刻t的輸入功率。

3.根據權利要求1或2所述的基于比例功率分配的多儲能單元分布式控制方法，其特征在于步驟2中各儲能單元總輸出功率或總輸入功率等于給定參考功率的公式如下：

其中：為所有儲能單元在時刻t的總輸出功率或總輸入功率，P_set為需要儲能單元輸出或輸入的總參考功率，放電情況下P_set0，充電情況下P_set0。

4.根據權利要求1所述的基于比例功率分配的多儲能單元分布式控制方法，其特征在于步驟4中所述的儲能單元離散化動力學模型為：

其中，k＝0,1,...為儲能單元i的離散化模型的采樣時刻；MT為儲能單元離散化模型的采樣周期，SoC_i(kMT)和P_i(kMT)分別表示儲能單元i在第k個采樣時刻的電量百分比和輸出功率；SoC_i((k+1)MT)表示儲能單元i在第k+1個采樣時刻的電量百分比；P_i(t)＝P_i(kMT)，其中t∈[kMT (k+1)MT)。