[发明专利]含有变系数负载观测器的混合储能控制系统

权利要求书

1.一种含有变系数负载观测器的混合储能控制系统，所述的混合储能控制系统包括蓄电池储能单元和超级电容储能单元，以及混合储能控制装置，所述的混合储能控制装置输出端分别连接蓄电池储能单元和超级电容储能单元，所述的蓄电池储能单元和超级电容储能单元分别通过双向DC-DC变换器并联至直流母线上，其特征在于，所述的混合储能控制系统还包括变系数有限时间负载观测器，所述的变系数有限时间负载观测器输出端连接混合储能控制装置输入端；

所述的混合储能控制系统将直流母线的总电流和负载电压输入变系数有限时间负载观测器，由变系数有限时间负载观测器估计负载变化信息，所述的变系数有限时间负载观测器输出实时负载数据至混合储能控制装置，使混合储能控制装置对直流母线电压进行实时控制，维持直流母线电压稳定，设计该混合储能控制系统的方法包括以下步骤：

S1、变系数有限时间负载观测器设计，具体为：

推导直流母线电压动态方程：

i_s为储能单元注入到直流母线的电流值，也是变系数有限时间负载观测器的输入值；

v_c为直流母线电压，R为负载阻抗；

在负荷端，设计变系数有限时间负载观测器：

为直流母线电压估计值，是时变量，也是变系数有限时间负载观测器的输入值；

为负载阻抗的估计值，是变系数有限时间负载观测器的输出值；

l₁与l₂为无源控制器参数；

函数其中分数幂β＝β₁,β₂，且满足0＜β₁＜1，0＜β₂＜1；

S2、混合储能控制系统数学模型建立；

S3、混合储能控制装置设计。

2.根据权利要求1所述的一种含有变系数负载观测器的混合储能控制系统，其特征在于，所述的变系数有限时间负载观测器以直流母线的实时电压和实时电流值作为输入，输出负载阻抗估计值至混合储能控制装置输入端，通过混合储能控制装置控制储能单元，维持直流母线电压稳定。

3.根据权利要求1所述的一种含有变系数负载观测器的混合储能控制系统，其特征在于，步骤S2具体为：混合储能控制系统数学模型如下，

其中，ΔV_C＝V_C-V_C^*为直流母线实际电压与期望电压之间的偏差，V_C^*为直流母线期望电压值；

ΔV_SC＝V_SC-V_SC^*为超级电容实际电压与期望电压之间的偏差，V_SC^*为超级电容期望电压值；

i_sc^*、i_b^*分别为无源控制器的输出值，即超级电容储能单元和蓄电池储能单元充放电电流；

R为负载阻抗；

C为直流母线等效电容，C_SC为超级电容的等效电容；

i_sc、i_b分别为超级电容和蓄电池充放电电流；

V_SC、V_b、V_C分别为超级电容电压、蓄电池电压和直流母线电压。

4.根据权利要求1所述的一种含有变系数负载观测器的混合储能控制系统，其特征在于，步骤S3包括以下步骤：

S31、无源控制器设计；

S32、电流调节装置设计。