[发明专利]一种平抑间歇性电源功率波动的混合储能控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及平抑间歇性电源功率波动的混合储能控制方法，属于微电网储能技术。

背景技术

由于风电、光伏等间歇性电源输出功率波动大，随机性强的特点，微网中需要储能设备来平抑间歇性电源带来的功率波动问题。传统的方法是采用单一的蓄电池储能元件来实现系统功率的平抑，但是由于频繁的充放电对蓄电池组寿命的影响以及单一储能元件往往不能满足系统功率平抑的需要，本发明将蓄电池和超级电容优势互补组成混合储能系统来增强储能系统的功率调节能力，利用超级电容功率密度大、充放电次数多的特点优先平抑功率波动，通过蓄电池组的后续调节来维持超级电容电压在限值以内。对蓄电池充电组和放电组分别独立控制，并且基于蓄电池组荷电状态对充电组和放电组进行相互调整，以优化蓄电池组充放电过程，延长储能元件使用寿命。

发明内容

发明目的：针对间歇性电源输出功率波动大、随机性强的问题，以及单一蓄电池组频繁充放电对蓄电池组寿命造成的不良影响，本发明提供一种平抑间歇性电源功率波动的混合储能控制方法，通过将蓄电池和超级电容优势互补组成混合储能系统来增强储能系统的功率调节能力，同时将蓄电池组分成充电组和放电组，有效的提高了蓄电池组的寿命。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种平抑间歇性电源功率波动的混合储能控制方法，由蓄电池组和超级电容组成混合储能，将蓄电池组分成独立控制的两个蓄电池分组，每一组蓄电池分组均包括一个以上蓄电池，将两组蓄电池分组分别称为第一蓄电池组和第二蓄电池组；超级电容、第一蓄电池组和第二蓄电池组分别通过双向DC/DC变换器连接在混合储能的直流母线上，实现超级电容、第一蓄电池组和第二蓄电池组的双向控制；混合储能的直流母线通过DC/AC变换器连接到公共电网上，间歇性电源通过DC/AC变换器连接到公共电网上；平抑间歇性电源的功率波动的目标是利用混合储能吸收间歇性电源出力中的波动部分，使得间歇性电源并网功率平滑；蓄电池组采用基于荷电状态的蓄电池组相互调整规则来实现状态控制，具体为：

将第一蓄电池组作为充电蓄电池组，将第二蓄电池组作为放电蓄电池组，充电蓄电池组中的蓄电池处于充电状态或充电完成状态，放电蓄电池组中的蓄电池处于放电状态或等待放电状态；当放电蓄电池组中的部分或全部蓄电池的荷电状态到达荷电状态下限时，调节该部分或全部蓄电池到充电蓄电池组，同时将充电蓄电池组中达到荷电状态上限的部分或全部蓄电池调节到放电蓄电池组，重新分配充电蓄电池组和放电蓄电池组，形成新的第一蓄电池组和第二蓄电池组；在放电蓄电池组中，优先驱动荷电量最小的若干蓄电池或放电蓄电池组整体以额定功率输出的方式调节超级电容电压在额定工作范围以内；在充电蓄电池组中，优先驱动荷电量最大的若干蓄电池或充电蓄电池组整体进入放电蓄电池组。

优选的，与超级电容相连的双向DC/DC变换器采用电压外环、电流内环的双环控制策略，与蓄电池相连的双向DC/DC变换器采用功率外环、电流内环的控制策略。

优选的，平抑间歇性电源的功率波动的目标是利用混合储能吸收间歇性电源出力中的波动部分，使得间歇性电源并网功率平滑，具体为：

P_s＝P_g+P_h

其中，P_g为间歇性电源出力，P_h为混合储能平抑功率，P_s为平抑后间歇性电源并网功率；将间歇性电源出力P_g减去经低通滤波得到的平滑分量即为混合储能平抑功率P_h，传递函数为：

Ph(s)=-Tgs1+TgsPg(s)]]>

其中，T_g为滤波时间常数。