[发明专利]基于混合储能与电动汽车充电站的孤岛微网能量控制方法

说明书

一种基于混合储能与电动汽车充电站的孤岛微网能量控制方法，所述方法将孤岛运行模式下交直流混合微网中可再生能源发电系统的发电量与负荷需求电量进行比较，并实时测量微网中电动汽车充电站和混合储能系统的荷电状态，然后根据上述信息，以稳定直流母线电压与控制混合储能系统和电动汽车充电站荷电状态为控制目标，调节可再生能源发电系统的运行状态并生成电动汽车充电站、混合储能系统的双向DC/DC变换器的电流指令值。本发明采用多回路经典PI控制的能量管理策略，实现了混合储能系统和电动汽车充电站之间的功率共享，可在保持直流母线电压恒定的同时使混合储能系统和电动汽车充电站的荷电状态维持在规定范围，从而延长了电池使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种对混合储能系统与电动汽车充电站的孤岛微网进行能量控制的方法，属于发电技术领域。

背景技术

随着人们对可再生能源的日益关注，微网的概念已经发展成为解决可再生能源高渗透问题的方案之一，同时也为高密度分布式能源接入配电网提供了有效的途径。微网可以在并网模式或孤岛模式下运行。其中，微网的孤岛运行控制比并网运行控制更加复杂，大量可再生能源集成接入系统会降低系统的可靠性和供电质量。能量存储的引入可起到削峰填谷、平滑电网的作用。高能量密度和高功率密度结合的蓄电池和超级电容器组成的混合储能系统具有供应或吸收微网中稳态和瞬态功率的优点，可以降低孤岛模式下微网经常受到的负荷和光伏功率突然变化造成的影响以及由此导致的直流母线电压波动。为使混合储能荷电状态(SOC)在达到规定上、下限阈值后，依然有能量输出保持直流电压的稳定，可以引入电动汽车充电站作为备用储能系统。

没有大电网作为支撑，孤岛运行模式下的微网承受扰动的能力比较差，因此，设计良好的能量控制系统是保证其稳定运行的重要手段。但由于目前还没有一种成熟的孤岛微网能量控制系统，为了保持直流母线电压恒定，当混合储能系统不能维持在荷电状态规定的范围以内时，直流母线电压往往不能维持恒定，从而无法保证整个微网的稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种基于混合储能与电动汽车充电站的孤岛微网能量控制方法，在确保直流母线电压恒定的同时，合理控制混合储能系统和电动汽车充电站的荷电状态，以延长电池的使用寿命。

本发明所述问题是以下述技术方案解决的：

一种基于混合储能与电动汽车充电站的孤岛微网能量控制方法，所述方法将孤岛运行模式下交直流混合微网中可再生能源发电系统的发电量与负荷需求电量进行比较，并实时测量微网系统中电动汽车充电站和混合储能系统的荷电状态(SOC)，然后根据上述信息，以稳定直流母线电压与控制混合储能系统和电动汽车充电站荷电状态为控制目标，调节可再生能源发电系统的运行状态并生成电动汽车充电站、混合储能系统的双向DC/DC变换器的电流指令值。

上述基于混合储能与电动汽车充电站的孤岛微网能量控制方法，所述方法包括以下步骤：

a.电动汽车充电站及混合储能系统中蓄电池和超级电容器电流指令值的计算：

①对微网内的直流母线电压进行实时检测，得到直流母线电压实际值v_dc，v_dc与直流母线电压指令值v_{dc_ref}相比较，得到直流母线电压误差信号；

②直流母线电压误差信号先经过直流母线电压PI控制器，得到总电流指令值i_{_ref}，再经过滑动平均滤波器(MAF)，得到直流母线平均电流分量指令值i_{_avg}，i_{_ref}与i_{_avg}的差值为直流母线瞬态与振荡电流分量指令值i_{_T}、i_{_O}；令直流母线瞬态与振荡电流分量指令值之和为平抑直流母线电压功率波动的超级电容器电流指令值i_{sc_r1}；