[发明专利]一种混合储能系统能量管理策略

说明书

本发明属于混合储能领域，具体涉及一种混合储能系统能量管理策略，包括蓄电池、超级电容、第一双向DC/DC变换器、第二双向DC/DC变换器，所述第一双向DC/DC变换器用于对蓄电池进行充放电控制，所述第二双向DC/DC变换器用于对超级电容进行充放电控制，所述能量管理策略包括对第一双向DC/DC变换器的控制策略及第二双向DC/DC变换器的控制策略。本发明一种混合储能系统能量管理策略，一方面在控制蓄电池实现充放电的同时，对蓄电池进行过冲和过放保护，提高蓄电池的使用寿命；另一方面，在保证控制超级电容的同时，对超级电容进行耐压保护，从而提升了整个混合储能系统系统的寿命。

技术领域

本发明属于混合储能领域，具体涉及一种混合储能系统能量管理策略。

背景技术

混合储能的能量管理策略一直是储能系统中的重点和难点，储能元件一般由能量型元件如蓄电池组和功率型元件如超级电容组组成，储能元件实现高效地充放电，并且提高储能元件的使用寿命，一直是混合储能研究中亟待结局的难题。相关技术文献，如公开号为CN109193891A的专利文献公开了一种延长PMSG电池寿命的改进混合储能系统功率分配方法，所述方法包括：计算混合储能系统的存储功率；根据计算出的混合储能系统的存储功率，在电池和电容器之间进行分配，将直流母线额定电压设置为电容器的最优控制电压；根据直流母线电压高于额定值还是低于额定值，确定混合储能系统处于充电还是放电状态；不需要通过任何优化算法来确定功率分配值，减少了响应时间。并考虑了混合储能系统中电容器的最优控制电压(OSCV)，优先使混合储能系统达到电容器的最优控制电压。上述技术方案对储能元件的过冲和过放保护还不够完善，同时没有考虑储能元件的耐压保护。

针对以上技术问题，故需对其改进。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种混合储能系统能量管理策略。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种混合储能系统能量管理策略，所述混合储能系统包括蓄电池、超级电容、第一双向DC/DC变换器、第二双向DC/DC变换器，所述第一双向DC/DC变换器用于对蓄电池进行充放电控制，所述第二双向DC/DC变换器用于对超级电容进行充放电控制，所述能量管理策略包括对第一双向DC/DC变换器的控制策略及第二双向DC/DC变换器的控制策略，如下：

第一双向DC/DC变换器的控制策略：

获取分配到蓄电池的功率Px、蓄电池的电压值Ux、蓄电池的电流值Ix；将蓄电池的功率Px、蓄电池的电压值Ux进行比值计算得到电流参考值I1，将电流参考值I1与蓄电池的电流值Ix进行差值计算并将差额输入第一PI控制器得到电压控制信号，所述电压控制信号通过第一PWM单元形成第一双向DC/DC变换器的第一充放电控制信号；

第二双向DC/DC变换器的控制策略：

获取分配到超级电容的功率Pc、超级电容的设置电压Uc、超级电容的端电压Usc、超级电容的电流值Ic；将超级电容的设置电压Uc、超级电容的端电压Usc进行差值并将差额输入第二PI控制器；将超级电容的功率Pc、超级电容的端电压Usc进行比值计算得到电流参考值I2，电流参考值I2与超级电容的电流值Ic进行差值计算并将差额输入第三PI控制器，所述第二PI控制器和第三PI控制器叠加得到电压外环和电流内环的电压控制信号，所述电压外环和电流内环的电压控制信号通过第二PWM单元形成第二双向DC/DC变换器的第二充放电控制信号。

作为优选方案，所述第一双向DC/DC变换器的控制策略还包括蓄电池的荷电状态保护模块，所述蓄电池的荷电状态保护模块用于根据蓄电池的荷电状态对第一双向DC/DC变换器发出第三充放电控制信号，所述第三充放电控制信号和第一充放电控信号中的充电信号和放电信号通过分别合并输入与门单元得到输出信号控制第一双向DC/DC变换器的充放电，所述第三充放电控制信号产生方式如下：