[发明专利]一种基于SOC状态估计的铅酸电池模糊控制方法

说明书

本发明涉及一种基于SOC状态估计的铅酸电池模糊控制方法，首先搭建微电网铅酸蓄电池充放电切换的物理模型，并采用中立II型T‑S模糊方法去表达系统的非线性动态。考虑到铅酸蓄电池的储能状态对于微电网的稳定工作显得非常重要。针对微电网铅酸蓄电池储能状态问题设计SOC状态估计器。以此实现了储能状态的正确估计，并设计反馈控制器，保证系统的稳定运行和性能。本发明考虑以上真实的工况，设计的SOC状态估计器，使得储能状态的正确估计，并能保证系统的稳定运行和性能。

技术领域

本发明涉及蓄电池状态估计领域，特别是一种基于SOC状态估计的铅酸电池模糊控制方法。

背景技术

微电网作为分布式电源接入电网的一种有效手段，使得清洁能源发电产业得到快速的发展。为了维持微电网电能的稳定，需利用蓄电池进行削峰填谷。铅酸蓄电池因其价格低廉、原料易得、性能可靠、容易回收和适于大电流放电等特点，是能源互联网电能蓄能的较佳使用产品。铅酸蓄电池的SOC状态估计对于更高效维持能源互联网的稳定运行有着重要的作用。由于铅酸蓄电池存在非线性、充放电内部特性不同，以至于对其SOC状态估计显得比较困难。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提出一种基于SOC状态估计的铅酸电池模糊控制方法，能够正确估计系统的储能状态，设计反馈控制器，保证系统的稳定运行。

本发明采用以下方案实现：一种基于SOC状态估计的铅酸电池模糊控制方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：搭建微电网铅酸蓄电池充放电系统；

步骤S2：根据物理学原理以及中立II型T-S模型的表达方法，建立微电网铅酸蓄电池充放电切换系统模型；

步骤S3：考虑到铅酸蓄电池的储能状态对于微电网的稳定工作显得非常重要，针对微电网铅酸蓄电池储能状态问题设计基于SOC状态估计的控制器，使得储能状态的正确估计，并能保证系统的稳定运行和性能。

进一步地，步骤S1具体为：所述微电网铅酸蓄电池充放电系统包括微电网AC 母线、双向DC/AC模块、铅酸蓄电池、切换SOC估计器、以及反馈控制器。

进一步地，步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：建立微电网铅酸蓄电池物理模型，如公式(1)所示：

式中，τ₁＝R₁C₁，C_θ和R_θ是热电容器和电池与其环境之间的电阻，θ_a是电池周围环境的温度，P_s是电池内部产生的热源；R₁是电阻、C₁是电容、I₁是通过R₁的电流、I_m是流过R₁和C₁并联支路的电流、Q_e是额外充电能量、θ是电解液温度；

定义符号E_m，R₀，R₁，R₂为：

式中，E_m0，K_E，R₀₀，A₀，R₁₀，R₂₀，A₂₁，A₂₂是铅酸蓄电池的常数；SOC 是指电池在给定温度θ下能够提供的最大容量的电量的满格指标，DOC是参考实际放电状态的电池充满程度的指标，在容量C(I，θ)的表达中使用的电流是I_avg＝I₁， SOC是充电状态，那么：