[发明专利]一种新型超级电容器储能系统控制方法

说明书

本发明公开一种新型超级电容器储能系统控制方法，包括直流微电网、滑模变结构控制、储能系统电路，其特征在于该方法是一种用于双向 DC/DC 电路中的滑模变结构控制方法，该方法可应用于孤岛运行和并网运行 2 种方式控制。针对超级电容器储能系统中双向 DC/DC 电路进行广义滑模控制，以保证系统的全局稳定性和鲁棒性。本发明的新型超级电容器储能系统控制方法，能够很好地应对外界和负荷的突变，保证电能质量在合格范围内，即使光照突然消失，系统仍能保证短时供电。采用广义滑模控制控制双向 DC/DC 电路，保证了系统的全局稳定性和鲁棒性。

技术领域

本发明属于超级电容储能控制领域，尤其涉及一种用于双向 DC/DC 电路中 的新型超级电容器储能系统控制方法。

背景技术

随着化石能源的减少与环境污染问题的日益突出，可再生能源逐步被人们认可、接受。微电网概念的出现为分布式电源接入电网或是孤岛运行 提供了一个全新平台。直流微网可以实现光伏等可再生能源就地并网，节约投资成本；直流微网对直流负荷直接供电，省去了中间能量变换环节，降低了成本；直流微网没有频率稳定和谐波问题，供电质量控制更加直接。

直流微电网电能质量的研究重点在于维持母线电压稳定，保证系统功率平衡。储能技术的发展为微电网提高供电质量提供了一种有效途径。与蓄电池、锂电池等其他储能设备相比，超级电容器不仅具有充放电速度快、功率密度大和储能效率高等优点，而且在容量配置和工作温度范围方面也具有明显优势，因此，本文采用超级电容器作为储能设备单元。国内外对于微网中储能系统的控制方法进行了研究，有传统 PID 控制、模糊控制、滑模控制以及较为复杂的人工智能控制等研究。有学者指出传统PID控制法不能根据实时检测的误差值改变控制参数，不能很好地抑制大范围的电压波动。有的学者采用状态空间法得到超级电容器储能系统的小信号模型，并采用双闭环 PI 控制实现电能的双向流动。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供了一种新型超级电容器储能系统控制方法，该方法是一种用于双向 DC/DC 电路中的滑模变结构控制方法，该方法可应用于孤岛运行和并网运行 2 种方式控制。针对超级电容器储能系统中双向 DC/DC 电路进行广义滑模控制，以保证系统的全局稳定性和鲁棒性。

本发明采用的技术方案是，一种新型超级电容器储能系统控制方法，包括直流微电网、滑模变结构控制、储能系统电路。

所述的直流微电网，主要由可再生电源、储能系统、直流负载、交流负载、DC/DC和DC/AC 交换装置构成。

所述的滑模变结构控制，是在状态空间中为控制系统设计一切换面，利用不连续的控制规律，不断地变换系统的结构，迫使系统状态沿着这个特定的平面向平衡点滑动，最后渐近稳定于平衡点或是平衡点的某个允许邻域内。

所述的储能系统电路，是直流微网的核心构成，其性能的好坏决定了整个微网系统的电能质量，因此对储能系统的控制尤为重要。

本发明的有益效果是：本发明的新型超级电容器储能系统控制方法，能够很好地应对外界和负荷的突变，保证电能质量在合格范围内，即使光照突然消失，系统仍能保证短时供电。采用广义滑模控制控制双向 DC/DC 电路，保证了系统的全局稳定性和鲁棒性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图 1 是本发明电路原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明的新型超级电容器储能系统控制方法，包括直流微电网、滑模变结构控制、储能系统电路。