[发明专利]交流微电网离网状态下混合储能系统协调控制方法

权利要求书

1.一种交流微电网离网状态下混合储能系统协调控制方法，其特征在于：由锂电池、蓄电池及各自的双向DC-AC变换器分别构成的锂电池储能系统和蓄电池储能系统组成混合储能系统；锂电池储能系统作为微电网的V/f源，采用Droop控制方法对交流微电网电压幅值和频率进行跟踪控制；蓄电池储能系统作为微电网的PQ源，通过检测微电网频率的变化，对锂电池的有功功率进行调节，间接补偿微电网中非瞬时性有功功率波动分量，并对锂电池的荷电状态进行动态调整，维持锂电池的可持续调节能力；

所述交流微电网离网状态下混合储能系统协调控制的步骤为：

(1)蓄电池储能系统基于锂电池储能系统的频率下垂特性曲线，根据微电网电压频率，得到锂电池储能系统有功功率的估计值作为蓄电池储能系统有功功率控制环节的实际值P_Li，即

(2)根据计算得到锂电池储能系统容量变化的估计值利用滞环比较环节，与设定的锂电池容量变化的下限值E_{n_max}和上限值E_{p_max}进行比较，得到蓄电池储能系统有功功率控制环节的参考值P_{Li_ref}；

(3)由蓄电池储能系统有功功率控制中设置的斜率限制环节，对外环生成的电流参考值的变化率进行限制，平滑蓄电池的充/放电电流。

2.根据权利要求1所述的交流微电网离网状态下混合储能系统协调控制方法，其特征在于：锂电池储能系统有功功率的估计值按公式(1)进行估计，

式(1)中，f_ref为微电网频率参考值，f为微电网频率实时值，k_p为锂电池储能系统的频率下垂系数，为锂电池储能系统有功功率的估计值，定义放电时功率为正。

3.根据权利要求1所述的交流微电网离网状态下混合储能系统协调控制方法，其特征在于：锂电池储能系统容量变化的估计值由公式(2)计算：

式(2)中，Δt为计算周期。

4.根据权利要求1所述的交流微电网离网状态下混合储能系统协调控制方法，其特征在于：步骤(2)中，

当时：锂电池的荷电状态在合理范围内，蓄电池储能系统控制锂电池稳态条件下的有功功率P_{Li_ref}为0，锂电池作为微电网中的V/f源，仅承担系统暂态有功功率波动的调节，蓄电池作为PQ源，承担稳态有功功率的补偿；

当时：锂电池放电较多导致荷电状态过低，蓄电池储能系统控制锂电池稳态条件下的有功功率P_{Li_ref}为设定的锂电池进行充电调整时的有功功率指令值P_ch，锂电池作为微电网V/f源的同时进行充电；

当时，锂电池充电较多导致荷电状态过高，蓄电池储能系统控制锂电池稳态条件下的有功功率P_{Li_ref}为设定的锂电池进行放电调整时的有功功率指令值P_dis，锂电池作为微电网V/f源的同时进行放电。

5.根据权利要求4所述的交流微电网离网状态下混合储能系统协调控制方法，其特征在于：当时，P_{Li_ref}＝0。

6.根据权利要求1所述的交流微电网离网状态下混合储能系统协调控制方法，其特征在于：步骤(3)中，蓄电池储能系统采用dq解耦双环控制，在有功功率控制环节中，外环根据锂电池稳态条件下的有功功率P_{Li_ref}的值对实际值P_Li进行跟踪控制，控制输出作为电流参考值，对d轴电流的实际值比较后进行PI控制，输出PWM控制信号。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的交流微电网离网状态下混合储能系统协调控制方法，其特征在于：锂电池储能系统和蓄电池储能系统的协调控制均基于各自的DC-AC变换器接入点电压和电流信号。