[发明专利]用于轨道交通的地面式混合储能系统的功率分配方法

权利要求书

1.用于轨道交通的地面式混合储能系统的功率分配方法，其特征在于：具体步骤如下：

S01：采用Rint等效电路模型，即可控电压源和等效串联电阻，对电池进行建模；计算出电池损耗功率P_bat,loss；

S02：采用RC模型对超级电容器进行建模；计算出超级电容的损耗功率P_sc,loss；

S03：计算出两个DC-DC变换器的损耗功率P_con1,loss和P_con2,loss；

S04：计算出储能系统的总损耗P_total,loss，

P_total,loss＝P_bat,loss+P_sc,loss+P_con1,loss+P_con2,loss

S05：建立目标函数：J＝ω₁f₁(k)+ω₂f₂(k)；

其中：f₁为系统总损耗，f₂为电池电流波动，ω₁、ω₂为两个目标的权重系数；

S06：对各目标函数均做归一化处理，所得评价方程如下式：

s.t.I_b(k)V_bat(k)+I_sc(k)V_sc(k)＝P_load(k)

I_bat,min≤I_b(k)≤I_bat,max

I_sc,min≤I_sc(k)≤I_sc,max

SOC_bat,min≤SOC_bat(k)≤SOC_bat,max

SOC_sc,min≤SOC_sc(k)≤SOC_sc,max

其中，t₀为预测开始时刻，Δt为预测步长，W为预测长度，P_load为总功率需求，I_b为电池电流，I_sc为超级电容电流，

当前混合储能系统的总功率需求P_load已知；在k＝t₀到k＝t₀+WΔt的预测区间内，测量电池电压V_bat(k)、超级电容电压V_sc(k)；将电池电流I_b(k)从0到10C带入到上式方程中的第一个功率约束条件，求解出对应的超级电容电流I_sc(k)；根据不同电池电流在不同充放电倍率下的电池电流I_b(k)和超级电容电流I_sc(k)，求出对应的目标函数的数值并找出使目标函数J最小的电池电流I_b和超级电容电流I_sc；

S07：求出下一时刻的功率分配比P

其中V_bat(k)为步骤S06中电池电压；V_sc(k)为步骤S06中超级电容电压；I_b(k)为步骤S06中电池电流；I_sc(k)为步骤S06中超级电容电流。

2.根据权利要求1所述的用于轨道交通的地面式混合储能系统的功率分配方法，其特征在于：所述步骤S01具体包括：

电池损耗P_bat,loss＝i_b²R_b；

其中，i_b为电池电流，R_b为电池的内阻。