[发明专利]基于超级电容端电压预先控制的能量管理优化方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子变频器技术领域，具体涉及一种适用于超级电容的端电压预先控制能量管理优化方法。

背景技术

在储能系统中，超级电容属于功率型储能装置，输出功率变化范围大、变化速率快且充放电循环次数多，主要用来补偿可再生能源输出功率中的高频波动分量。

为防止超级电容与电池过充放电，一般情况下需对其充放电功率进行限制。传统控制方法当超级电容电压达到上限时，限制充电允许放电；当超级电容电压达到下限时，限制放电允许充电。由于超级电容能量密度较小，因此其输出功率越大，输出时间越长，超级电容的能量越容易达到最大最小限值，其端电压预先控制亦容易达到限值。超级电容端电压预先控制过高会降低其使用寿命，甚至击穿电容，而其端电压预先控制过低又会导致输出同等功率时的输出电流过大而引起过热。因此，对超级电容的端电压预先控制进行有效管理是十分必要的。

发明内容

为克服现有超级电容控制方法上存在的不足，本发明公开了基于超级电容端电压预先控制的能量管理优化方法。

本发明具体采用以下的技术方案。

一种基于超级电容端电压预先控制的能量管理优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)首先，设定超级电容端电压预先控制的定值，包括高压越限定值U_max、高压限制定值U_UpSet、低压越限定值U_min、低压限制定值U_LowSet；

(2)根据步骤(1)所设定的高压越限定值U_max、高压限制定值U_UpSet、低压越限定值U_min、低压限制定值U_LowSet将超级电容的工作区域分为5个部分：高压越限区，高压限制区，正常工作区，低压限制区，低压越限区；

(3)检测超级电容的端电压U_C，并将超级电容端电压U_C与步骤(1)中所设定的超级电容端电压预先控制的定值进行比较；

(4)根据步骤(3)的比较结果，当超级电容端电压U_C≥U_max，所述超级电容工作在高压越限区，禁止超级电容充电，允许超级电容放电；

(5)根据步骤(3)的比较结果，当超级电容端电压U_C满足U_UpSet<U_C<U_max，所述超级电容工作在高压限制区(6)，则需要减少超级电容充电时间，增加放电时间，以减缓超级电容端电压上升的速度；(6)根据步骤(3)的比较结果，当超级电容端电压U_C满足U_LowSet≤U_C≤U_UpSet，所述超级电容工作在正常工作区，不调整超级电容的功率期望；

(7)根据步骤(3)的比较结果，当超级电容端电压U_C满足U_min<U_C<U_LowSet，所述超级电容工作在低压限制区，应减少超级电容放电时间，增加超级电容充电时间，以减缓超级电容端电压下降的速度；

(8)根据步骤(3)的比较结果，当超级电容端电压U_C≥U_max，所述超级电容处于低压越限区，应禁止超级电容放电，允许超级电容充电。

本发明具有以下有益的技术效果：能够延长超级电容在网时间，极大的便利了含超级电容的微电网的控制实现，延长超级电容寿命。

附图说明

图1是超级电容工作区域划分示意图；

图2是基于超级电容端电压预先控制的能量管理优化方法流程图；

图3是基于超级电容端电压预先控制的放电控制图；

图4是基于超级电容端电压预先控制的充电控制。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。

如附图2所示为本发明基于超级电容端电压预先控制的能量管理优化方法流程图，如附图2所示，所述能量控制方法包括以下步骤：

步骤1：首先，设定超级电容端电压预先控制的定值如附图1所示，包括高压越限定值U_max(1)、高压限制定值U_UpSet(2)、低压越限定值U_min(3)、低压限制定值U_LowSet(4)。