[发明专利]一种分布式直流微电网复合储能控制方法

说明书

本发明公开了一种分布式直流微电网复合储能控制方法，该方法包括对超级电容器的控制和对蓄电池的控制。对超级电容器的控制包括平均电压控制和端电压一致控制：平均电压控制可以使得直流复合储能出口处的平均母线电压达到额定值，从而提升系统整体的电压水平；端电压一致控制可以保持超级电容器端电压相同，实现均衡出力。对蓄电池的控制包括超级电容器端电压控制和荷电状态(SoC)控制：超级电容器端电压控制可以维持超级电容器端电压水平；SoC控制使得蓄电池的输出功率按SoC分配，避免单个蓄电池过充过放。本发明解决了复合储能的分布式控制问题，适用于多复合储能系统(HESS)并联的直流微电网系统。

技术领域

本发明属于电气工程技术领域，更具体地说，涉及一种分布式直流微电网复合储能控制方法。

背景技术

面对传统大电网日趋复杂的稳定性问题和化石能源的过度消耗，在分布式发电的基础上发展而来的微电网技术受到广泛关注。相比于交流微电网，直流微电网没有无功、频率和相位等问题，还可以避免由于交直变换引起的畸变和谐波，提高电能质量，同时有效减少了换流器的数量，降低经济成本。储能作为直流微电网中的重要组成部分，能够补偿系统中由于可再生能源和负荷变化所引起的不平衡功率，平抑电压的波动，提高电能质量，维持直流微电网的稳定运行。随着直流微电网中分布式发电渗透率的提高，非线性负载的大量应用，其电能质量和可靠性面临考验，相应的，对储能也提出了更高的要求。

结合微电网的特点和储能的作用，当工作于孤网模式下的微电网内部存在功率缺额时，需要储能系统能长时间地补偿不平衡功率。而在应对微电网中负荷波动或者分布式电源功率突变时，则需要储能系统能够快速响应。因此，理想的储能系统应兼具高功率密度和高能量密度。而受限于现有的技术水平，采用单一的储能技术无法同时满足其要求，因此需要由多种储能方式组成复合储能系统，结合不同储能的优势，实现更好的技术性能。

在分布式网络中，有多个并联的复合储能系统(HESS)同时工作，为实现有效的控制，需要同时处理好内部不同储能间的功率分配问题和HESS间的协调控制问题。而目前，直流微电网中常采用的分散式和集中式控制均存在一定的问题，控制对象也多为单一的储能，控制效果较差，对储能的要求高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种分布式直流微电网复合储能控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种分布式直流微电网复合储能控制方法，包括以下步骤：

步骤S010，根据复合储能单元内蓄电池的荷电状态(SoC)和输出功率的采样值，计算蓄电池的状态变量；

步骤S020，根据相邻节点的平均电压值以及本节点电压的采样值，计算本节点的平均电压值v_avgi；

步骤S030，采用PI控制器，以第i个复合储能单元内蓄电池的状态变量x_i和与之通信的第j个复合储能单元内蓄电池的状态变量x_j的差值作为输入信号，获取用于调节荷电状态的蓄电池参考电流修正量δ_bat1i；

步骤S040，采用PI控制器，以第i个复合储能单元内超级电容器的端电压 v_sci与超级电容器端电压参考值v_ref-sc的差值作为输入信号，获取用于调节超级电容器端电压水平的蓄电池参考电流修正量δ_bat2i；

步骤S050，采用PI控制器，以第i个节点的平均电压v_avgi与母线参考电压 v_ref-bus的差值作为输入信号，获取用于调节母线平均电压的超级电容器参考电流修正量δ_sc1i；