[發明專利]分布式電推進飛機混合儲能系統的功率分配方法及系統

有效

• 申請號: 202111424986.1
• 申請日: 2021-11-26
• 公開（公告）號: CN114094671B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 卜飛飛;李航;孫建翎;姚太克;張玄;雷瑞;張杰;孫鵬宇;肖一民;史健廷
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;中國航發控制系統研究所
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02J7/34
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 過顧佳

1.一種分布式電推進飛機混合儲能系統的功率分配方法，包括與分布式電推進飛機的直流母線適配連接的混合儲能系統，所述混合儲能系統包括蓄電池以及超級電容；其特征是，對混合儲能系統進行功率分配時，包括功率初次分配步驟、功率二次分配步驟以及功率三次分配步驟，其中，

執行功率初次分配步驟時，確定直流母線的母線電壓實際值U_dc與母線電壓參考值間的電壓差值，并對所確定的電壓差值利用高階滑模控制器處理后得到混合儲能系統待提供或待吸收的功率P_HESS；

執行功率二次分配步驟時，根據功率初次分配步驟確定的功率P_HESS，確定蓄電池的參考功率P_b以及超級電容的參考功率P_c；

執行三次功率分配步驟時，對蓄電池的參考功率P_b以及超級電容的參考功率P_c進行所需的動態限制，以得到蓄電池的分配功率P_bat以及超級電容的分配功率P_sc；

高階滑模控制器采用Super-twisting二階滑模控制器，所述高階滑模控制器的滑模面函數s為則高階滑模控制器的輸出值u為：

u＝∫-Wsign(s)dt-λ|s|^ρsign(s)

其中，W、λ、ρ均為常數，0≤ρ≤0.5，|s|為滑模面函數s的絕對值，sign()為符號函數；

通過所述高階滑模控制器的輸出值u確定混合儲能系統待提供或待吸收的功率P_HESS；

或者，

高階滑模控制器采用Super-twisting二階滑模控制器，所述高階滑模控制器的滑模面函數s為則高階滑模控制器的輸出值u為：

其中，W、λ、ρ均為常數，0≤ρ≤0.5，|s|為滑模面函數s的絕對值，sign()為符號函數，sat()為飽和函數，k為高階滑模控制器的增益，k0；

通過所述高階滑模控制器的輸出值u確定混合儲能系統待提供或待吸收的功率P_HESS。

2.根據權利要求1所述的分布式電推進飛機混合儲能系統的功率分配方法，其特征是，執行功率二次分配步驟時，所述功率二次分配步驟包括：

步驟2.1、根據功率初次分配步驟確定的功率P_HESS，采用低通濾波方式確定分配給蓄電池的低頻分量功率P_b1以及分配給超級電容的高頻分量沖擊功率P_c1，其中，

τ為低通濾波的時間常數，η為拉普拉斯算子；

步驟2.2、配置超級電容的工作區間，獲取超級電容的當前電荷量，并根據所獲取超級電容的當前電荷量確定超級電容的當前工作區間以及超級電容在當前工作區間下相對應的期望電荷量，且根據所述超級電容的當前電荷量與期望電荷量確定一偏置功率P_set，根據所確定的偏置功率P_set，得到蓄電池的參考功率P_b以及超級電容的參考功率P_c，其中，

3.根據權利要求1所述的分布式電推進飛機混合儲能系統的功率分配方法，其特征是，執行三次功率分配步驟時，蓄電池的分配功率P_bat為：

其中，P_bmax為蓄電池的充放功率上限值，P_bmin為蓄電池的充放電功率的下限值。

4.根據權利要求1所述的分布式電推進飛機混合儲能系統的功率分配方法，其特征是，執行三次功率分配步驟時，超級電容的分配功率P_sc為：

其中，P_cmax為超級電容的充放電功率上限值，P_cmin為超級電容的充放電功率下限值。