利索能及
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专利号: 2020114175581
申请人: 内蒙古工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种直流微电网多储能SOC均衡的分段自适应下垂控制方法,其特征在于,其方法为:控制器采集各储能单元的SOC和实际容量信息,经过分段自适应下垂系数算法对下垂系数重新设定,控制储能单元充放电功率,实现SOC的快速均衡;为了弥补传统下垂控制固有的电压跌落,利用母线电压偏差经PI调节器输出一个公共电压偏差量ΔU,以此对下垂曲线进行补偿,进而自动恢复母线电压;所述的储能单元包括第一储能单元1和第二储能单元2,Uout1、Uout2分别为第一储能单元1和第二储能单元2的DC/DC输出电压,Ibat1、Ibat2分别为第一储能单元1和第二储能单元2的输出电流,Ubus为母线电压。

2.根据权利要求1所述的一种直流微电网多储能SOC均衡的分段自适应下垂控制方法,其特征在于,所述的分段自适应下垂系数算法如下:两组锂电池的平均值为:则第i组电池的荷电态偏差为

ΔSOCi=SOCi‑SOCavg         (10)(1)当偏差|ΔSOC|>5%时

1)储能系统需要放电的功率Pdmax≤P<2Pdmax(Pdmax为锂电池额定放电功率),或需充电的功率Pcmax≤P<2Pcmax(Pcmax为锂电池额定充电功率)时:①充电状态:控制SOC较小的一组电池以额定充电功率充电,剩余功率由SOC较大的一组电池吸收;下垂系数按如下重新设定:式中,SOCmax为所有锂电池中SOC的最大值;

②放电状态:控制SOC较大的一组电池以额定放电功率放电,剩余功率由SOC较小的一组电池释放;下垂系数按如下重新设定:式中,SOCmin为所有锂电池中SOC的最小值;

2)当储能系统放电功率P<Pdmax或充电功率P<Pcmax时,放电时强制SOC最高的一组锂电池或者充电时SOC最低的一组锂电池的下垂系数取小值,进而释放或者吸收最多的功率,其余锂电池根据各自SOC和平均SOC的差值来调节下垂系数,尽可能实现功率的平滑过渡;下垂系数按如下公式重新设定:

(2)当偏差|ΔSOC|≤5%时

由式(4)可以看出,保证两组SOC无偏差,保证下式成立:根据两组锂电池SOC的变化动态调节下垂系数便可按照实际容量的比例进行功率的分配;实际容量大的锂电池稳态时吸收的功率较小释放的功率较大,实际容量小的锂电池与之相反;如此便可实现不同容量锂电池的SOC无差均衡;下垂系数按下式设定:式中,α为加速因数,符号因充放电状态而不同;

综上所述,当|ΔSOC|>5%时,根据式(11)~式(14)动态调整下垂系数,可保证SOC最高(低)的锂电池放(充)电的功率最大,而另一组锂电池对应功率为最小,加快SOC均衡速度;当偏差|ΔSOC|≤5%时,根据式(16)自适应调整下垂系数,使储能单元充放电功率按照实际容量和SOC自动分配,彻底消除SOC偏差。

3.根据权利要求1所述的一种直流微电网多储能SOC均衡的分段自适应下垂控制方法,其特征在于,所述的母线电压的恢复控制;在下垂控制基础上增加ΔU偏移量,将下垂曲线平移,补偿下垂系数带来的母线电压降落,实现母线电压无偏差控制;母线电压可用下式表示:

式中,Kp、Ki分别为母线电压PI调节器的比例系数和积分系数。