[发明专利]一种基于SOC状态估计的多铅酸电池并联系统模糊协调控制方法

说明书

本发明涉及一种基于SOC状态估计的多铅酸电池并联系统模糊协调控制方法。首先搭建能源互联网多铅酸蓄电池充放电系统，建立其非线性系统模型，并采用中立II型T‑S模糊方法去表达系统的非线性动态。接着针对能源互联网多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，并能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

本发明涉及能源互联网电能蓄能领域，特别是一种基于SOC状态估计的多铅酸电池并联系统模糊协调控制方法。

背景技术

能源互联网是互联网+新能源的国家发展战略。为了维持能源中电能的稳定，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，本发明的目的是提供一种基于SOC状态估计的多铅酸电池并联系统模糊协调控制方法，考虑以上真实的工况，设计的SOC状态估计器，使得多铅酸蓄电池的的SOC可以被正确的估计，并能保证系统的稳定运行和性能。

本发明采用以下方案实现：一种基于SOC状态估计的多铅酸电池并联系统模糊协调控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：搭建能源互联网多铅酸蓄电池充放电系统；

步骤S2：根据物理学电路原理以及中立II型T-S模型的表达方法，建立能源互联网多铅酸蓄电池充放电切换系统模型；

步骤S3：设计基于SOC状态估计的控制器，用以使得能源互联网多铅酸蓄电池储能状态正确估计，并能保证系统的稳定运行和性能。

进一步地，所述能源互联网多铅酸蓄电池充放电系统包括若干铅酸蓄电池充放电模块和一条能源互联网AC母线；所述每个铅酸蓄电池充放电模块均包括一个双向DC/AC模块、一个铅酸蓄电池、一个切换SOC估计器和一个反馈控制器；每个模块中的所述铅酸蓄电池均通过所述双向DC/AC模块与所述AC母线相连；每个模块中的所述反馈控制器均与此模块中的所述铅酸蓄电池连接，用以提供控制信号到该所述铅酸蓄电池；所述前一个模块中的切换SOC估计器和下一个模块中的所述铅酸蓄电池连接，用以提供控制信号到该所述铅酸蓄电池。

进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：建立能源互联网单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，R_θ是电池周围环境的温度，P_s是电池内部产生的热源；

令符号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：