[发明专利]一种基于功率预测的多元复合储能系统并网控制方法

权利要求书

1.一种基于功率预测的多元复合储能系统并网控制方法，其特征在于步骤如下：

步骤一：根据光伏电池组件的光伏输出功率预测值                                                和负荷功率的预测值，计算二者差值；

步骤二：利用小波包分解方法，将差值信号映射到m个小波包子空间中，对进行分解，得到不同频率的信号；

步骤三：从经小波包分解法后得到频率信号中选出与蓄电池的响应频率相近的频率信号作为低频信号，由蓄电池补偿；剩余的频率信号以及未被电池吸收的频率信号作为高频信号，由超级电容器补偿；

步骤四：并网运行模式下，蓄电池和超级电容器采用双环控制策略，即外环功率控制、内环电流控制的控制方法，利用超级电容器的荷电状态和蓄电池的电流、荷电状态、最大充放电功率，输出蓄电池和超级电容器的实时功率，控制蓄电池和超级电容器的充放电功率，根据具体情况采取如下操作：

设光伏电池输出功率为,蓄电池功率为，超级电容器功率为，并网时电网与微电网的交换功率为，负荷功率为，SOC_B为蓄电池荷电状态，i_B为蓄电池电流， 为蓄电池荷电状态最大值,为蓄电池荷电状态最小值，为超级电容器荷电状态，光伏功率输出与负荷功率的差值经小波包分解后的低频信号为，高频信号为；当，,时，分两种情况：当时，则控制系统控制，，此时电网平抑光伏功率的低频波动；当时，则控制系统控制，,此时电网平抑光伏功率的低频波动，超级电容向蓄电池充电，并且平抑光伏功率高频波动；

当，,时，分两种情况：当时，则控制系统控制，；当时，则控制系统控制，；

当，,时，分两种情况：当时，则控制系统控制，；当时，则控制系统控制，；

当，,时，分两种情况：当时，则控制系统控制，；当时，则控制系统控制，；

当，,时，分两种情况：当时，则控制系统控制，；当时，则控制系统控制，；

当，,时，分两种情况：当时，则控制系统控制，，此时电网平抑光伏功率低频波动；当时，则控制系统控制，，此时，光伏功率低频部分波动由电网平抑，高频部分波动由超级电容平抑，并且超级电容以一定的稳定功率值向电网放电；

当，,时，分两种情况：当时，则控制系统控制，,此时电网向微电网输送功率，不仅平抑光伏低频波动，而且为蓄电池充电；当时，则，，其中为超级电容器允许最大输出功率，此时光伏功率的低频功率波动由电网功率平抑；

当，,时，分两种情况：当时，则控制系统控制， ,此时电网向微电网输送功率，平抑光伏低频波动；当时，则，，此时光伏功率的低频功率波动由电网功率平抑；

当，,时，检测光伏逆变器是否以光伏最大功率输出，当光伏逆变器控制输出功率小于当前时刻光伏最大输出功率时，则控制系统控制光伏逆变器增大光伏功率输出；当逆变器已经控制光伏功率以当前最大功率输出，则检测超级电容荷电状态，

若，则首先控制超级电容器放电，使，;

若，则控制蓄电池放电，使,；

（10）当，,时,分两种情况：当，检测光伏逆变器是否以光伏最大功率输出，如果光伏逆变器控制输出功率小于当前光伏最大输出功率，则控制系统控制光伏逆变器增大光伏功率输出，如果逆变器已经控制光伏功率以当前最大功率输出，则此时使蓄电池和超级电容都停止放电，即令,，由电网侧向负荷提供电能。

2.根据权利要求1所述的基于功率预测的多元复合储能系统并网控制方法，其特征在于：对于所述蓄电池和超级电容采用外环功率控制、内环电流控制的方法得到蓄电池和超级电容器的实时功率P，并使其不断接近最终达到给定有功功率P_ref的具体步骤如下：

（1）对于蓄电池：

通过电压互感器和电流互感器采集蓄电池接入交流母线处的电压、电流值，所述电压、电流值分别经过派克变换后获得直轴分量U_d、I_d和交轴分量U_q、I_q,直轴电压、电流相乘为有功功率P，交轴电压、电流相乘为无功功率Q，所述有功功率P即实时功率P，将有功功率P和无功功率Q分别与其给定有功功率P_ref、给定无功功率Q_ref（设置为0）做减法运算，差值分别为ΔP=P-P_ref和ΔQ=Q-Q_ref，将ΔP和ΔQ分别输入比例积分环节PI后通过派克反变换得到外环输出电流，即内环电流给定值i_ref；此时所述给定有功功率P_ref由蓄电池功率给定；

蓄电池的直流输出电流经逆变器逆变为交流电流i，所述交流电流i与i_ref经减法运算得到差值△I，所述差值△I依次经过滤波环节、限幅环节后输入到PWM发生器，所述PWM发生器的输出信号作为逆变器的触发信号输入逆变器，逆变器根据触发信号调节由蓄电池逆变的交流电流i的大小，从而完成电流内环的控制；所述由蓄电池逆变的交流电流i输入到派克变换的电流输入端，继续重复上述变换控制过程即为外环功率控制部分；

（2）对于超级电容：

与蓄电池的控制方法类似，不同点在于外环通过电压互感器和电流互感器采集超级电容接入交流母线处的电压、电流值，然后经过与蓄电池控制相同的控制过程，此时所述给定有功功率P_ref由超级电容器功率给定；从而控制超级电容器的功率输出的大小。