交流微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及交流微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的控制方法，具體為交流微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法。解決目前缺乏針對復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的控制方法的問題。本發(fā)明所述的協(xié)調(diào)控制方法可以有效地抑制微電網(wǎng)分布式電源輸出功率的波動，保證對負(fù)載輸出功率的穩(wěn)定；針對鋰電池和超級電容器的自身特性，合理分配兩者的輸入/輸出功率，延長鋰電池的循環(huán)壽命，降低微電網(wǎng)的運行成本；同時為便于鋰電池管理，該控制方法合理分配鋰電池之間的功率，保證鋰電池SOC值統(tǒng)一與同步；實現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的交換功率的可控，可以根據(jù)用戶需要，實時設(shè)置PCC交換功率值，減小微電網(wǎng)對大電網(wǎng)功率預(yù)測與發(fā)電計劃的影響。
【專利說明】
交流微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及交流微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的控制方法，具體為交流微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下復(fù)雜 混合儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著國際能源供需關(guān)系日趨緊張，W風(fēng)機和光伏等可再生能源為主的分 布式發(fā)電技術(shù)和微電網(wǎng)技術(shù)得到了越來越多的重視。風(fēng)機和光伏等可再生能源分布式并網(wǎng) 時，通常W最大功率跟蹤(Maximum Power化int Tracking,MPPT)方式運行來最大程度地 利用可再生能源，可再生能源分布式并入微電網(wǎng)具有隨機性和波動性的特點，大量接入分 布式電源會對大電網(wǎng)造成沖擊，影響大電網(wǎng)的功率預(yù)測，因此微電網(wǎng)需要儲能設(shè)備解決分 布式發(fā)電輸出功率不穩(wěn)定的問題，有效提高微電網(wǎng)系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)范圍，提高資源的利用 效率，保障負(fù)荷平穩(wěn)連續(xù)供給。
[0003] 現(xiàn)有微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)一般采用單一儲能設(shè)備平抑功率波動，而不同類型的儲能設(shè) 備具有不同的特點，在實際應(yīng)用中的作用也不完全相同。裡電池能量密度大但功率密度小， 對單獨的裡電池儲能設(shè)備頻繁或者過度地充放電會嚴(yán)重影響其使用壽命及動態(tài)響應(yīng)性能； 超級電容器具有功率密度大但能量密度小，循環(huán)壽命長，但無法長時間大功率的連續(xù)運行。 微電網(wǎng)的儲能設(shè)備采用裡電池與超級電容器相結(jié)合的混合儲能系統(tǒng)，恰好發(fā)揮兩者的優(yōu) 勢，可W互相彌補不足。
[0004] 現(xiàn)有微電網(wǎng)一般采用單一裡電池與單一超級電容器相結(jié)合的混合儲能系統(tǒng)。單一 裡電池和單一超級電容器組成的混合儲能系統(tǒng)接入微電網(wǎng)時，其變換器具有兩種連接方 式:交流側(cè)并聯(lián)方式和直流側(cè)并聯(lián)方式。交流側(cè)并聯(lián)方式是將裡電池和超級電容器分別通 過各自的雙向DC/DC變換器、雙向DC/AC變換器并聯(lián)在微電網(wǎng)交流母線，運種連接方式對交 流母線電壓和頻率的變化響應(yīng)快，可W迅速調(diào)度儲能設(shè)備的輸出功率，根據(jù)不同儲能設(shè)備 采用相互獨立的DC/AC變換器，使儲能設(shè)備運行更加靈活，也使微電網(wǎng)的擴容更加便捷。直 流側(cè)并聯(lián)方式是將裡電池和超級電容器各自的雙向DC/DC變換器在出口并聯(lián)后再經(jīng)雙向 DC/AC變換器接入交流母線，該方式的兩個雙向DC/DC變換器使用不同的控制方式，分別控 制裡電池與超級電容器的充放電過程，可W充分利用兩者的優(yōu)點，優(yōu)化儲能設(shè)備的運行。
[0005] 隨著微電網(wǎng)的擴容，單一裡電池和單一超級電容器組成的混合儲能系統(tǒng)已無法滿 足擴容后的微電網(wǎng)的需求，因而出現(xiàn)包含多個裡電池的復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)，但目前缺乏針 對復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明解決目前缺乏針對復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的控制方法的問題，提供一種交流微 電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法。該方法將多個裡電池與超級電容器進(jìn) 行統(tǒng)一管理，從結(jié)構(gòu)上優(yōu)化復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的連接方式，合理分配裡電池與超級電容器 之間和多個裡電池之間的功率，在平抑分布式電源功率波動的同時，延長儲能設(shè)備的循環(huán) 壽命，實現(xiàn)微電網(wǎng)系統(tǒng)的高效運行。
[0007] 本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:交流微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的 協(xié)調(diào)控制方法，復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)包括多個裡電池和一個超級電容器，裡電池各自的雙向 DC/DC變換器在出口并聯(lián)后再經(jīng)其雙向DC/AC變換器接入微電網(wǎng)交流母線，超級電容器經(jīng)其 雙向DC/DC變換器和雙向DC/AC變換器接入微電網(wǎng)交流母線;所述協(xié)調(diào)控制方法是由如下步 驟實現(xiàn)的： 一、復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的裡電池與超級電容器的雙向DC/AC變換器的控制； 為了統(tǒng)一功率流動方向與正負(fù)值的關(guān)系，定義由微電網(wǎng)母線向外輸出的功率為正值， 向微電網(wǎng)母線注入的功率為負(fù)值，即微電網(wǎng)母線向大電網(wǎng)輸出功率、復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)充 電功率和負(fù)荷功率為正值，大電網(wǎng)向微電網(wǎng)母線供電功率、風(fēng)機和光伏分布式電源的輸出 功率和復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)放電功率為負(fù)值； ① 啟動并初始化上位機，啟動微電網(wǎng)設(shè)備； ② 初始條件設(shè)置： 設(shè)置微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的交換功率W :微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間存在交換功率，即在微 電網(wǎng)內(nèi)部分布式電源和復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)輸出功率不足W提供負(fù)荷運行時，需要向大電網(wǎng) 購電。為減少微電網(wǎng)對大電網(wǎng)的功率預(yù)測與計劃發(fā)電的影響，可W在不同時段設(shè)置固定的 交換功率。國家電網(wǎng)公司會根據(jù)微電網(wǎng)容量與氣象條件，規(guī)定微電網(wǎng)與大電網(wǎng)不同時段的 交換功率磚
[0008] 或者采用W下方法確定交換功率^、胃: 統(tǒng)計該微電網(wǎng)一段時間W來風(fēng)機和光伏分布式電源的輸出功率、負(fù)荷功率一天內(nèi)不同 時段的歷史數(shù)據(jù)，將運些數(shù)據(jù)依次相加，得到總功率&1。將總功率依次累加，即炎^|巧
可得到總功率累計值游娘賊，運時t代表15-30天的一段時間，總功率累計值反映了 總電能的流動情況，小于0表示分布式電源的輸出功率大于負(fù)荷功率，微電網(wǎng)功率 過剩;大于0表示分布式電源的輸出功率小于負(fù)荷功率，微電網(wǎng)功率不足?？偣β世?計值^^巧分為多個時段，為消除用戶負(fù)荷和氣象條件的偶然變化等因素對統(tǒng)計數(shù)據(jù)影 響，對每個時段線性化，然后將每個時段線性化所得到曲線求導(dǎo)可W得到不同時段的微電 網(wǎng)與大電網(wǎng)的交換功率1??,胃。
[0009] 設(shè)置裡電池 SOC值的上限值SOUax與下限值SOUin ; 設(shè)置功率闊值./若和時間闊值:冷； ③ 上位機采集分布式電源功率%;、復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)和負(fù)荷的功率之和，W 及各裡電池的的SOC值SOC,;; ④ 計算復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)需要補償?shù)墓β?
⑤ 將復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)需要補償?shù)墓β蜀RW進(jìn)行分配； a. 竭^;〉0,且任一裡電池的SCXV〉SOCmax，此時，控制裡電池與超級電容器的DC/AC，使 裡電池與超級電容器的輸入功率為零，由大電網(wǎng)來吸收功率差額； b. 冷，<0,且任一裡電池的SOC;, <SOCmin，此時，控制超級電容器的DC/AC使其輸出功 率為零，由大電網(wǎng)來補償功率差額，同時控制SOCu <S〇Cmin的裡電池進(jìn)行預(yù)充電，充電至 託吟為S0Cmin+S0Cmin5%停止； C ..璋貿(mào)〉0,且筋Cy <S0Cmin或者SOCmin《筋Cy《SOCmax;我;;:<〇，且 SOC?！礢0Cmax或者 SOCmin^ SOCt;《SOCmax;此時，若II大于功率闊值4，且持續(xù)時間大于時間闊值義，則控 制裡電池和超級電容器的DC/AC，使裡電池的輸入/輸出功率為6.、.，超級電容器的輸出/輸 入功率為0;否則使裡電池輸入/輸出功率不變，超級電容器輸入/輸出功率為.Ig與此時保 持不變的裡電池輸出/輸入功率的差值； ⑥ .返回第③步； 二、復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的各裡電池雙向DC/DC變換器的控制 按如下公式控制各裡電池的DC/DC雙向變換器來實現(xiàn)功率在各裡電池之間的分配，
其中，巧ij.為第i個裡電池的功率，唯.為第i個裡電池的功率分配系數(shù)，分配系數(shù)滿足 下列約束條件： 放電時，
其中辯為采集的第i個裡電池的當(dāng)前SOC值。
[0010] 本發(fā)明所述的協(xié)調(diào)控制方法可W有效地抑制微電網(wǎng)分布式電源輸出功率的波動， 保證對負(fù)載輸出功率的穩(wěn)定;針對裡電池和超級電容器的自身特性，合理分配兩者的輸入/ 輸出功率，延長裡電池的循環(huán)壽命，降低微電網(wǎng)的運行成本；同時為便于裡電池管理，該控 制方法合理分配裡電池之間的功率，保證裡電池SOC值統(tǒng)一與同步;實現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的 交換功率的可控，可W根據(jù)用戶需要，實時設(shè)置PCC交換功率值，減小微電網(wǎng)對大電網(wǎng)功率 預(yù)測與發(fā)電計劃的影響。
[0011] 為充分證明本發(fā)明所述協(xié)調(diào)控制方法的技術(shù)效果，構(gòu)建了一個微電網(wǎng)（如圖2所 示），光伏發(fā)電系統(tǒng)的額定功率為20kW，風(fēng)力發(fā)電機的額定功率為12kW，兩者的逆變器均采 用MPPT模式輸出?；旌蟽δ馨▋膳_裡電池和一臺超級電容器，兩臺裡電池容量均為25Ah， 超級電容器容量為20F，最大充放電功率為lOkW。裡電池1和2的SOC變化范圍為25%~90%，但 是由于裡電池2有運行損耗，最大SOC值只能達(dá)到85%;超級電容器SOC變化范圍為20%~80%。 根據(jù)一般運行經(jīng)驗，設(shè)定混合儲能修正分配功率闊值為IkW，時間闊值!爲(wèi)為353。負(fù)荷的 功率范圍為0~15kW。該微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的PCC始終閉合，光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電機采用MPPT控 制方式運行，裡電池和超級電容器采用PQ控制方式運行。微電網(wǎng)與大電網(wǎng)PCC(Point Of Common Coupling，PCC)設(shè)置的交換功率舞。、W如附圖3所示，附圖3所示的設(shè)置的交換功率 聲臣接激$是根據(jù)國家電網(wǎng)公司規(guī)定的微電網(wǎng)與大電網(wǎng)不同時段的交換功率聲帛極繳繪制的，或 者是根據(jù)本發(fā)明所述的設(shè)置的交換功率/kf. W的確定方法得出的。某日0點，該微電網(wǎng)啟動 運行，裡電池1和2初始的SOC值分別為60.9%、54.2%，超級電容器的初始的SOC值為32.6%。該 微電網(wǎng)光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電實際輸出功率曲線如附圖5、6所示，微電網(wǎng)內(nèi)一天的負(fù)荷功率 變化情況如附圖7所示。根據(jù)本發(fā)明的控制方法，兩個裡電池和一個超級電容器實時運行功 率曲線如附圖8、9、10所示，而微電網(wǎng)與大電網(wǎng)PPC實際交換功率如附圖4所示。圖11為運行 中的兩個裡電池和一個超級電容器的SOC值變化曲線； 對比附圖3、4，PCC實際交換功率與PCC設(shè)置交換功率幾乎一致，由于風(fēng)、光的實際變化 不同于平均值，所W僅在17點45分后的13分鐘內(nèi)略有不同。由于當(dāng)日的環(huán)境因素，17點45分 時光伏實際功率低于預(yù)期的平均輸出功率，造成了負(fù)荷功率大于光伏和風(fēng)機的發(fā)電量。如 附圖11所示復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)在運行中已達(dá)到了最低的SOC值，于是向大電網(wǎng)額外購電來 保證負(fù)荷的正常運行，為了提高在后續(xù)時段裡電池運行的調(diào)節(jié)范圍，給裡電池1、2分別W 2.6kW和2.4kW的功率預(yù)充電。在17點58分后，光伏和風(fēng)機的輸出功率大于負(fù)荷功率，并且復(fù) 雜混合儲能系統(tǒng)能夠維持下一時刻微電網(wǎng)的運行，于是結(jié)束上述控制過程。
[0012] 根據(jù)W上運行結(jié)果，由附圖3、4可W看出，本發(fā)明實現(xiàn)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的交換功率 的可控，可W根據(jù)用戶需要，實時設(shè)置PCC交換功率值.韓fx.w;，減小微電網(wǎng)對大電網(wǎng)功率預(yù) 測與發(fā)電計劃的影響；由附圖5、6、7可W看出本發(fā)明中的復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)保障了交 流微電網(wǎng)的正常運行，其控制方法準(zhǔn)確地平抑了分布式電源輸出功率的波動，將具有隨機 性和波動性的光伏與風(fēng)機的輸出功率通過微電網(wǎng)變的可控、連續(xù)、平穩(wěn)，保障了負(fù)荷的穩(wěn)定 供給；由附圖8、9、10可W看出，本發(fā)明針對裡電池和超級電容器的自身特性，合理分配兩者 的輸出/輸入功率，減少裡電池設(shè)備的頻繁充放電，延長裡電池的循環(huán)壽命，間接降低了微 電網(wǎng)的運行成本；由附圖11可W看出，本發(fā)明能夠有效地管理含多裡電池的微電網(wǎng)，合理分 配裡電池之間的功率，保證裡電池SOC值統(tǒng)一與同步。
[0013] 美國高級電池聯(lián)合會USABC(U.S. Advanced Batteiy Consortium)定義裡電池循 環(huán)壽命為其容量衰減到初始容量的80%時可充放電的循環(huán)次數(shù)。利用文獻(xiàn)[1]中的裡電池衰 減容量計算公式，計算出裡電池1應(yīng)用本方法前后的容量衰減曲線如附圖12所示?？蒞看 出，應(yīng)用本方法能夠顯著提高裡電池的循環(huán)壽命。
[0014] [1] Shen J, Dusmez S, Khaligh A. Optimization of Sizing and Battery Cycle Life in Battery/Ultracapacitor Hybrid Energy Storage Systems for Electric Vehicle Applications[J]. IEEE Transactions on Industrial Informatics 2014, 10(4): 2112-2121.
【附圖說明】
[0015] 圖I為本發(fā)明所述復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為構(gòu)建的一個微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為微電網(wǎng)與大電網(wǎng)PCC設(shè)置的交換功率、韓fx W曲線； 圖4為微電網(wǎng)與大電網(wǎng)PCC實際的交換功率巧K.,,;曲線； 圖5為微電網(wǎng)光伏發(fā)電實際輸出功率曲線； 圖6為微電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電實際輸出功率曲線； 圖7為微電網(wǎng)的負(fù)荷功率變化曲線； 圖8為一個裡電池實時運行功率曲線； 圖9為另一個裡電池實時運行功率曲線； 圖10為超級電容器實時運行功率曲線； 圖11為運行中的裡電池和超級電容器的SOC值變化曲線； 圖12為裡電池應(yīng)用本方法前后的容量衰減曲線。
【具體實施方式】
[0016] 交流微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法，復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)包 括多個裡電池和一個超級電容器，裡電池各自的雙向DC/DC變換器在出口并聯(lián)后再經(jīng)其雙 向DC/AC變換器接入微電網(wǎng)交流母線，超級電容器經(jīng)其雙向DC/DC變換器和雙向DC/AC變換 器接入微電網(wǎng)交流母線;所述協(xié)調(diào)控制方法是由如下步驟實現(xiàn)的： 一、復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的裡電池與超級電容器的雙向DC/AC變換器的控制； 為了統(tǒng)一功率流動方向與正負(fù)值的關(guān)系，定義由微電網(wǎng)母線向外輸出的功率為正值， 向微電網(wǎng)母線注入的功率為負(fù)值，即微電網(wǎng)母線向大電網(wǎng)輸出功率、復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)充 電功率和負(fù)荷功率為正值，大電網(wǎng)向微電網(wǎng)母線供電功率、風(fēng)機和光伏分布式電源的輸出 功率和復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)放電功率為負(fù)值； ① 啟動并初始化上位機，啟動微電網(wǎng)設(shè)備； ② 初始條件設(shè)置： 設(shè)置微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的交換功率微電網(wǎng)與大電網(wǎng)之間存在交換功率，即在微 電網(wǎng)內(nèi)部分布式電源和復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)輸出功率不足W提供負(fù)荷運行時，需要向大電網(wǎng) 購電。為減少微電網(wǎng)對大電網(wǎng)的功率預(yù)測與計劃發(fā)電的影響，可W在不同時段設(shè)置固定的 交換功率。國家電網(wǎng)公司會根據(jù)微電網(wǎng)容量與氣象條件，規(guī)定微電網(wǎng)與大電網(wǎng)不同時段的 交換功率發(fā)。
[0017] 或者采用W下方法確定交換功率《煉 統(tǒng)計該微電網(wǎng)一段時間W來風(fēng)機和光伏分布式電源的輸出功率、負(fù)荷功率一天內(nèi)不同 時段的歷史數(shù)據(jù)，將運些數(shù)據(jù)依次相加，得到總功率巧。將總功率依次累加，即
可得到總功率累計值巧，運時t代表15-30天的一段時間，總功率累計值反映了 總電能的流動情況，.]?供小于O表示分布式電源的輸出功率大于負(fù)荷功率，微電網(wǎng)功率 過剩;穿大于O表示分布式電源的輸出功率小于負(fù)荷功率，微電網(wǎng)功率不足。總功率累 計值^1終> 分為多個時段，為消除用戶負(fù)荷和氣象條件的偶然變化等因素對統(tǒng)計數(shù)據(jù)影 響，對每個時段線性化，然后將每個時段線性化所得到曲線求導(dǎo)可W得到不同時段的微電 網(wǎng)與大電網(wǎng)的交換功率磚;、;w。
[0〇1引設(shè)置裡電池SOC值的上限值SOUax與下限值SOUin; 設(shè)置功率闊值和時間闊值!；&; ③ 上位機采集分布式電源功率％、復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)和負(fù)荷的功率之和1胃^，W 及各裡電池的的SOC值SOC;.,; ④ 計算復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)需要補償?shù)墓β?
⑤ 將復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)需要補償?shù)墓β是蒞進(jìn)行分配； a. I私〉0,且任一裡電池的〉S0Cmax，此時，控制裡電池與超級電容器的DC/AC，使 裡電池與超級電容器的輸入功率為零，由大電網(wǎng)來吸收功率差額； b. % <0，且任一裡電池的SOCy <S0Cmin，此時，控制超級電容器的DC/AC使其輸出功 率為零，由大電網(wǎng)來補償功率差額，同時控制SOC。<S0Cmin的裡電池進(jìn)行預(yù)充電，充電至 SOCu 為50^1。+50(：。1。5%停止； C .:義故〉0，且乂)q、<S0Cmin或者S0Cmin《 soq;《SOCmax ; .? <0，且微冷:〉S0Cmax或者 S0Cmin《80?《SOCmax;此時，若1?.:伏于功率闊值&，且持續(xù)時間大于時間闊值，則控制 裡電池和超級電容器的DC/AC，使裡電池的輸入/輸出功率為巧,、;，超級電容器的輸出/輸入 功率為0;否則使裡電池輸入/輸出功率不變，超級電容器輸入/輸出功率為4;與此時保持 不變的裡電池輸出/輸入功率的差值； ⑥ .返回第③步； 二、復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的各裡電池雙向DC/DC變換器的控制 按如下公式控制各裡電池的DC/DC雙向變換器來實現(xiàn)功率在各裡電池之間的分配，
其中，;為第i個裡電池的功率，巧為第i個裡電池的功率分配系數(shù)，分配系數(shù)滿足 下列約束條件： 放電時，
充電時，
其中80Cjj,為采集的第i個裡電池的當(dāng)前SOC值。
【主權(quán)項】
1. 一種交流微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，復(fù)雜 混合儲能系統(tǒng)包括多個裡電池和一個超級電容器，裡電池各自的雙向DC/DC變換器在出口 并聯(lián)后再經(jīng)其雙向DC/AC變換器接入微電網(wǎng)交流母線，超級電容器經(jīng)其雙向DC/DC變換器和 雙向DC/AC變換器接入微電網(wǎng)交流母線;所述協(xié)調(diào)控制方法是由如下步驟實現(xiàn)的： 一、 復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的裡電池與超級電容器的雙向DC/AC變換器的控制； 為了統(tǒng)一功率流動方向與正負(fù)值的關(guān)系，定義由微電網(wǎng)母線向外輸出的功率為正值， 向微電網(wǎng)母線注入的功率為負(fù)值，即微電網(wǎng)母線向大電網(wǎng)輸出功率、復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)充 電功率和負(fù)荷功率為正值，大電網(wǎng)向微電網(wǎng)母線供電功率、風(fēng)機和光伏分布式電源的輸出 功率和復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)放電功率為負(fù)值； ① 啟動并初始化上位機，啟動微電網(wǎng)設(shè)備； ② 初始條件設(shè)置： 設(shè)置微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的交換功率國家電網(wǎng)公司會根據(jù)微電網(wǎng)容量與氣象條 件，規(guī)定微電網(wǎng)與大電網(wǎng)不同時段的交換功率巧 設(shè)置裡電池 SOC值的上限值SOCmax與下限值SOCmin; 設(shè)置功率闊值..?和時間闊值I；; ③ 上位機采集分布式電源功率iia、復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)和負(fù)荷的功率之和巧。及 各裡電池的的S0C值SC.咬； ④ 計算復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)需要補償?shù)墓β?⑤ 將復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)需要補償?shù)墓β蔬M(jìn)行分配； a. 爲(wèi);〉〇,且任一裡電池的〉S0Cmax，此時，控制裡電池與超級電容器的DC/AC，使裡 電池與超級電容器的輸入功率為零，由大電網(wǎng)來吸收功率差額； b. 巧，、;<0,且任一裡電池的妨<S0Cmin，此時，控制超級電容器的DC/AC使其輸出功率 為零，由大電網(wǎng)來補償功率差額，同時控制欲)(V<S0Cmin的裡電池進(jìn)行預(yù)充電，充電至SOq; 為 S0Cmin+S0Cmin5% 停止； C .超}〉0，且々X，<S0Cmin或者SOCmin《就K!,《SOCmax ;嫁 <0，且 SOC。〉S0Cmax或者SOCmin 《SOC,，《S0Cmax;此時，若1%伏于功率闊值磚，且持續(xù)時間大于時間闊值馬，則控制裡電 池和超級電容器的DC/AC，使裡電池的輸入/輸出功率為％，超級電容器的輸出/輸入功率 為0;否則使裡電池輸入/輸出功率不變，超級電容器輸入/輸出功率為冷、;與此時保持不變 的裡電池輸出/輸入功率的差值； ⑥ .返回第③步； 二、 復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的各裡電池雙向DC/DC變換器的控制 按如下公式控制各裡電池的DC/DC雙向變換器來實現(xiàn)功率在各裡電池之間的分配， 巧.;；：巧-:-':巧九==^令-、':;'-'';"\ 其中，巧ij.為第i個裡電池的功率，-??.為第i個裡電池的功率分配系數(shù)，分配系數(shù)滿足下 列約束條件： 放電時，其中為采集的第i個裡電池的當(dāng)前SOC值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流微電網(wǎng)并網(wǎng)狀態(tài)下復(fù)雜混合儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法， 其特征在于，采用W下方法確定交換功率巧α· 統(tǒng)計該微電網(wǎng)一段時間W來風(fēng)機和光伏分布式電源的輸出功率、負(fù)荷功率一天內(nèi)不同 時段的歷史數(shù)據(jù)，將運些數(shù)據(jù)依次相加，得到總功率;將總功率依次累加，即可得到總功率累計值^斌，運時t代表15-30天的一段時間，總功率累計值蘇滅移) 分為多個時段，對每個時段線性化，然后將每個時段線性化所得到曲線求導(dǎo)可W得到不同 時段的微電網(wǎng)與大電網(wǎng)的交換功率巧，〇；. W。
【文檔編號】H02J3/38GK106099965SQ201610479583
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】秦文萍, 李凱, 韓肖清, 王鵬, 王英, 賈燕冰, 孟潤泉, 張海濤, 郭曉龍
【申請人】太原理工大學(xué)