本發(fā)明涉及儲能系統(tǒng)功率分配控制，更具體地說，它涉及考慮soc的儲能系統(tǒng)自適應功率分配控制方法及系統(tǒng)。

背景技術：

1、常見的直流供電系統(tǒng)有變電站應急直流供電系統(tǒng)和直流微電網(wǎng)，前者主要用于保障重要負荷停電后的供電，后者主要應用于海島和偏遠地區(qū)的供電。二者雖然規(guī)模不一樣，但結構類似，均包含dc/dc變流器、ac/dc變流器、直流負荷、交流負荷以及儲能系統(tǒng)等。其中，儲能系統(tǒng)的作用是為了維持直流供電系統(tǒng)的功率平衡和直流電壓的穩(wěn)定，以及提高系統(tǒng)控制的靈活性和運行的經濟性。通常儲能系統(tǒng)是由多個并聯(lián)運行的儲能單元構成，每個單元通過dc/dc變流器接入直流母線，其控制的關鍵和技術難點是如何在多個儲能單元之間進行功率分配以及實現(xiàn)荷電狀態(tài)(stateofcharge，soc)的均衡控制。下垂控制具有無需通信、多個單元共同控制直流電壓和功率、即插即用等優(yōu)點，在儲能系統(tǒng)的功率分配中得到了廣泛的應用。

2、傳統(tǒng)下垂控制的系數(shù)為固定系數(shù)，通常僅考慮儲能單元的容量來設置下垂系數(shù)，不能根據(jù)soc動態(tài)調整，更不能實現(xiàn)soc的均衡控制，在功率分配過程中可能會出現(xiàn)部分儲能單元過度充/放電，部分儲能單元還有充/放電容量的情況，影響儲能單元的壽命。一些研究提出考慮儲能單元soc的功率分配控制，但大多是從soc均衡控制的角度考慮，沒有考慮儲能單元初始soc對功率分配的影響，導致直流供電系統(tǒng)中儲能單元之間功率分配不合理、荷電狀態(tài)控制不均衡。

3、因此，本技術提供考慮soc的儲能系統(tǒng)自適應功率分配控制方法及系統(tǒng)，解決上述問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本技術的目的是提供考慮soc的儲能系統(tǒng)自適應功率分配控制方法及系統(tǒng)，解決現(xiàn)有直流供電系統(tǒng)中儲能單元之間功率分配不合理、荷電狀態(tài)控制不均衡的問題；本技術通過引入荷電狀態(tài)soc和均衡因子動態(tài)優(yōu)化儲能單元的下垂系數(shù)，解決上述問題。

2、本技術首先提供考慮soc的儲能系統(tǒng)自適應功率分配控制方法，包括：獲取儲能系統(tǒng)中各個儲能單元的充放電狀態(tài)和荷電狀態(tài)；根據(jù)各個儲能單元的充放電狀態(tài)和荷電狀態(tài)，計算各個儲能單元的第一下垂系數(shù)；根據(jù)儲能系統(tǒng)中所有儲能單元的電荷狀態(tài)計算系統(tǒng)電荷均值，根據(jù)各個儲能單元的充放電狀態(tài)、荷電狀態(tài)和系統(tǒng)電荷均值，計算各個儲能單元的均衡因子；根據(jù)各個儲能單元的第一下垂系數(shù)和均衡因子，計算各個儲能單元的第二下垂系數(shù)；根據(jù)各個儲能單元的第二下垂系數(shù)，指導各個儲能單元的功率分配。

3、采用上述技術方案，引入荷電狀態(tài)soc和均衡因子動態(tài)調整儲能單元的下垂系數(shù)，從而優(yōu)化其分配的充放電功率，實現(xiàn)儲能單元功率合理分配和soc的快速均衡控制；在放電時讓初始soc較高的儲能單元分配更小的下垂系數(shù)從而承擔更多的放電功率，充電時讓初始soc較低的儲能單元分配更小的下垂系數(shù)從而承擔更多的充電功率。

4、在一種可能的實施方式中，根據(jù)各個儲能單元的充放電狀態(tài)和荷電狀態(tài)，計算各個儲能單元的第一下垂系數(shù)；通過如下函數(shù)得到：

5、

6、式中：k′i為放電時儲能單元i的第一下垂系數(shù)，k″i為充電時儲能單元i的第一下垂系數(shù)，soci為儲能單元i的荷電狀態(tài)，soc1、soc2、soc3、soc4為分區(qū)值，kmax、k0為常數(shù)。

7、在一種可能的實施方式中，根據(jù)各個儲能單元的充放電狀態(tài)、荷電狀態(tài)和系統(tǒng)電荷均值，計算各個儲能單元的均衡因子；通過如下函數(shù)得到：

8、

9、式中：δi為放電時儲能單元i的均衡因子，γi為充電時儲能單元i的均衡因子，δsoci為儲能單元i的荷電狀態(tài)與系統(tǒng)電荷均值的差值，a為均衡因子的差值調節(jié)系數(shù)，b為均衡因子冪指數(shù)調節(jié)系數(shù)。

10、在一種可能的實施方式中，根據(jù)各個儲能單元的第一下垂系數(shù)和均衡因子，計算各個儲能單元的第二下垂系數(shù)；通過如下函數(shù)得到：

11、

12、式中：ki為儲能單元i的第二下垂系數(shù)，δi為放電時儲能單元i的均衡因子，k′i為放電時儲能單元i的第一下垂系數(shù)，γi為充電時儲能單元i的均衡因子，k″i為充電時儲能單元i的第一下垂系數(shù)。

13、在一種可能的實施方式中，根據(jù)各個儲能單元的第二下垂系數(shù)，指導各個儲能單元的功率分配；通過如下函數(shù)指導各個儲能單元的功率分配：

14、vdcref,i＝vdcn-kipbess,i

15、式中：vdcref,i為儲能單元i的直流電壓參考值，vdcn為儲能系統(tǒng)的額定直流電壓，ki為儲能單元i的第二下垂系數(shù)，pbess,i為儲能單元i的功率。

16、本技術還提供考慮soc的儲能系統(tǒng)自適應功率分配控制系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取儲能系統(tǒng)中各個儲能單元的充放電狀態(tài)和荷電狀態(tài)；第一下垂系數(shù)計算單元，用于根據(jù)各個儲能單元的充放電狀態(tài)和荷電狀態(tài)，計算各個儲能單元的第一下垂系數(shù)；均衡因子計算單元，用于根據(jù)儲能系統(tǒng)中所有儲能單元的電荷狀態(tài)計算系統(tǒng)電荷均值，根據(jù)各個儲能單元的充放電狀態(tài)、荷電狀態(tài)和系統(tǒng)電荷均值，計算各個儲能單元的均衡因子；第二下垂系數(shù)計算單元，用于根據(jù)各個儲能單元的第一下垂系數(shù)和均衡因子，計算各個儲能單元的第二下垂系數(shù)；下垂系數(shù)控制單元，用于根據(jù)各個儲能單元的第二下垂系數(shù)，指導各個儲能單元的功率分配。

17、在一種可能的實施方式中，第一下垂系數(shù)計算單元，具體用于通過如下函數(shù)計算各個儲能單元的第一下垂系數(shù)：

18、

19、式中：k′i為放電時儲能單元i的第一下垂系數(shù)，k″i為充電時儲能單元i的第一下垂系數(shù)，soci為儲能單元i的荷電狀態(tài)，soc1、soc2、soc3、soc4為分區(qū)值，kmax、k0為常數(shù)。

20、在一種可能的實施方式中，均衡因子計算單元，具體用于通過如下函數(shù)得到各個儲能單元的均衡因子：

21、

22、式中：δi為放電時儲能單元i的均衡因子，γi為充電時儲能單元i的均衡因子，δsoci為儲能單元i的荷電狀態(tài)與系統(tǒng)電荷均值的差值，a為均衡因子的差值調節(jié)系數(shù)，b為均衡因子冪指數(shù)調節(jié)系數(shù)。

23、在一種可能的實施方式中，第二下垂系數(shù)計算單元，具體用于通過如下函數(shù)得到各個儲能單元的第二下垂系數(shù)：

24、

25、式中：ki為儲能單元i的第二下垂系數(shù)，δi為放電時儲能單元i的均衡因子，k′i為放電時儲能單元i的第一下垂系數(shù)，γi為充電時儲能單元i的均衡因子，k″i為充電時儲能單元i的第一下垂系數(shù)。

26、在一種可能的實施方式中，下垂系數(shù)控制單元，具體用于通過如下函數(shù)指導各個儲能單元的功率分配：

27、vdcref,i＝vdcn-kipbess,i

28、式中：vdcref,i為儲能單元i的直流電壓參考值，vdcn為儲能系統(tǒng)的額定直流電壓，ki為儲能單元i的第二下垂系數(shù)，pbess,i為儲能單元i的功率。

29、與現(xiàn)有技術相比，本技術具有以下有益效果：通過引入儲能單元的soc和均衡因子優(yōu)化下垂系數(shù)，實現(xiàn)功率的自適應分配；充分考慮了儲能單元的soc，能夠在放電時讓初始soc較大的儲能單元承擔更多的放電功率，在充電時讓初始soc較小的儲能單元承擔更多的充電功率，并在充放電過程中根據(jù)soc的值動態(tài)調整儲能單元的下垂系數(shù)和分配的充放電功率，實現(xiàn)各儲能單元功率合理分配和soc快速均衡控制，能有效避免因soc不均衡而導致的儲能單元過度放電或充電，延長儲能單元的壽命，整體控制效果優(yōu)于傳統(tǒng)的下垂控制的功率分配方法。