[发明专利]一种具有SOC优化的光伏微网储能控制方法

权利要求书

1.一种具有SOC优化的光伏微网储能控制方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一：构建光伏微网储能控制系统，包括中央监控单元、中央处理单元、充电控制器、光伏发电单元、负载、逆变器、平衡变换器、能量控制器、电池、超级电容、SOC优化模块、直流母线；其中，所述光伏发电单元连接充电控制器并连接到直流母线上；所述平衡变换器直接与直流母线相连，所述逆变器与负载相连并连接到直流母线上；所述电池和超级电容并联，构成电池-超级电容混合储能系统，所述能量控制器分别与电池和超级电容连接，所述电池-超级电容混合储能系统与SOC优化模块串联，且通过DC-DC变换器连接至直流母线，上述所有器件状态信息均传输至中央监控单元和中央处理单元；

步骤二：中央监控单元监控光伏微网的运行状况，包括负载消耗，直流母线的电流电压以及电池-超级电容混合储能系统的荷电状态，转到步骤三；

步骤三：采用信息收集器收集直流母线的电流电压数据，并将采集的电流电压数据传递给中央处理单元，中央处理单元通过计算生成控制策略并区分控制层区对电池-超级电容混合储能系统进行控制,所述控制层区包括五个：第一层区，光伏单元处于MPPT控制模式，蓄电池及超级电容处于不工作区；第二层区，光伏发电单元继续处于MPPT控制模式，蓄电池及超级电容处于工作状态；第三层区，光伏发电单元调整为恒压控制模式；第四层区，光伏发电单元处于MPPT控制，电池-超级电容混合储能系统投入工作通过放电补充系统所需功率；第五层区，进行减负载操作；中央处理单元根据这五个控制层区的控制策略通过平衡变换器调整直流母线电压，确保系统的功率平衡，并且设定系统开始运行时，电池及超级电容均处于良性工作区；

步骤四：能量控制器分别检测电池及超级电容的工作状态并计算出电池及超级电容的荷电状态SOC值，并将计算值传递至SOC优化模块，转至步骤五,其中，所述的电池及超级电容的荷电状态SOC的计算方法为电量积累法，通过电池及超级电容在充电和放电时的电量来计算电池的SOC值，并根据电池及超级电容的温度和放电率对SOC进行补偿，计算公式为：式中SOC₀为初始SOC值，C₁为电池额定容量；I为充放电流，充电时取负，放电时取正，μ为充放电效率；

步骤五：SOC优化模块根据光伏发电单元的预测功率计算出电池-超级电容混合储能系统的最优SOC范围，然后将步骤四计算所得电池-超级电容混合储能系统的荷电状态SOC值与最优SOC范围进行比较判断，若步骤四计算所得SOC值低于或高于最优SOC范围，转至步骤六，否则转至步骤一；

步骤六：所述SOC优化模块采用基于滤波时间常数的模糊自调整策略，其中，滤波时间常数根据实时SOC值与最优SOC范围的关系确定，当SOC值超过最优SOC范围的上限值时，增加电池及超级电容的放电功率或减小其充电功率，当SOC值低于最优SOC范围的下限值时，减小电池及超级电容的放电功率或增加其充电功率，使得步骤四计算所得SOC值逐渐靠近最优SOC范围的中值，最终步骤四计算所得SOC值为最优SOC范围的中值±1％；

步骤七：能量控制器再次对电池及超级电容的荷电状态SOC值进行计算，将实时SOC值保存同时传输至中央监控单元，完成对电池及超级电容的SOC值的修正。

2.根据权利要求1所述的一种具有SOC优化的光伏微网储能控制方法，其特征在于，步骤五中所述的SOC优化模块包括最优SOC计算模块、SOC实时控制模块和双向逆变器，所述最优SOC计算模块根据未来一段时间光伏发电单元预测功率计算电池-超级电容混合储能系统的最优SOC范围，并将该最优SOC范围作为实时控制模块的输入信息，确定最优SOC范围后，SOC实时控制模块根据步骤四计算得到的实时SOC值，进一步对电池及超级电容进行充放电控制，并将电池-超级电容混合储能系统的预设功率发送给双向逆变器，完成充放电控制动作。