利索能及
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专利号: 2018112308651
申请人: 北方工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种直流微电网混合储能系统优化方法,所述直流微电网混合储能系统包括超级电容、蓄电池,其中,所述超级电容与蓄电池并联,所述超级电容通过第一、第二双向DC-DC变换器连接直流母线DC-BUS,所述蓄电池通过第三、第四双向DC-DC变换器连接直流母线DC-BUS,直流母线DC-BUS还分别连接有恒功率负载CPL、微源,所述恒功率负载CPL包括有负载端,微源包括有发电端,其特征在于,该直流微电网混合储能系统优化方法,包括:步骤S101:将混合储能系统需要平抑的功率通过低通滤波器,蓄电池用于平抑低频功率波动,超级电容用于平抑高频功率波动;

步骤S102:将发电端与负载端的功率之差分成几个范围,每个范围分别选取合适的滤波时间常数T,在恒功率负载CPL功率变化的过程中,实时改变滤波时间常数T的值;

步骤S103:对包含直流微电网混合储能系统的微电网进行建模,选用T-S模糊模型法进行建模,利用线性方程来表示每一个局部区域的局部规则,以局部线性化为基础,通过模糊推理的方法实现全局的非线性化,以确定最合适时间常数;

步骤S104:获得直流微电网混合储能系统在不同滤波时间常数下的稳定域。

2.根据权利要求1所述的一种直流微电网混合储能系统优化方法,其特征在于,所述平抑功率与发电端功率、负载端功率的关系为:发电端功率与负载端功率之差为蓄电池和超级电容的目标平抑功率之和,且改变滤波器时间常数T的大小会改变蓄电池和超级电容的功率分配情况。

3.根据权利要求1所述的一种直流微电网混合储能系统优化方法,其特征在于,所述滤波时间常数T包括Ta、Tb、T0、Tc、Td和Te,且Ta<Tb<T0,Te<Td<Tc。

4.根据权利要求1所述的一种直流微电网混合储能系统优化方法,其特征在于,所述步骤S103包括:步骤S1031:对微电网各部分进行等效,微源作为供电端等效称一个电流源;将负载变换器和负载整体等效成一个恒功率负载CPL;将蓄电池和与其相连的双向DC-DC变换器等效成一个电压源;超级电容和与其相连的双向DC-DC变换器等效为一个受控电流源,其电流由需要平抑的高频功率除以母线电压得到;

步骤S1032:列写系统的状态方程式:

定义矩阵形式的新状态变量:

获得矩阵新状态空间模型:

步骤S1033:利用模糊IF-THEN规则,确定模糊变量和模糊集,将非线性系统(3)建模,其建模模型为:R1:当x2取最大时,f1min(x2)=1/(x2max+vs,0),则模型为:R2:当x2取最小时,f1max(x2)=1/(x2min+vs,0),则模型为:

5.根据权利要求1所述的一种直流微电网混合储能系统优化方法,其特征在于,所述步骤S104包括:步骤S1041:根据李雅普诺夫稳定性定则,获取矩阵M使3个线性矩阵不等式(LMI)成立,以保证渐近稳定性;

步骤S1042:结合系统模型A1、A2以及LMI在式(3)中的解确定李雅普诺夫函数V(x)=xT·M·x;

步骤S1043:根据系统参数,求出M矩阵;

步骤S1044:将x3用其他量表示出来,得到李雅普诺夫函数,并给出对稳定域RAS的估计表达式:步骤S1045:根据稳定域RAS的估计表达式(5),得到不同滤波时间常数T下的系统稳定域。