[发明专利]一种基于荷电状态的直流微电网多储能系统均衡控制方法

说明书

本发明涉及一种基于荷电状态的直流微电网多储能系统均衡控制方法，其技术特点是：通过在直流微电网中加入储能电源SOC；计算协调均衡控制储能电源SOC数据；根据协调均衡控制储能电源SOC的计算数据，对直流微电网进行改进均衡控制，实现了在各储能电源SOC不同的情况下，使用改进下垂控制控制各直流变换器，使每组储能电源SOC依据自身进行出力，以实现功率均衡分配。本发明通过根据各自储能电源SOC对其进行相应的功率分配，从而达到储能电源SOC均衡的目的，避免储能储能电源SOC过充或过放，延长了储能电源SOC使用寿命。

技术领域

本发明属于新能源技术领域，尤其是一种基于荷电状态的直流微电网多储能系统均衡控制方法。

背景技术

随着可再生能源的发展，微电网得到广泛的应用。微电网作为整合区域内分布式能源和负荷的小型电力系统，以其灵活的运行模式和可控性成为大规模开发利用可再生能源的解决方案之一。相较于交流微电网，直流微电网减少了变流设备以及功率转换环节，也不存在交流微电网中相位同步、无功潮流和谐波等问题，易于控制，运行可靠，因而得到广泛关注和研究。由于可再生能源的间隙性以及负荷波动的不确定性，此时需要配备储能电池来维持正常电压水平下功率的实时平衡。为了满足相应变流器的功率等级，以确保储能系统的安全性和可靠性，此时需要多个储能电源配置成储能系统。但由于各储能电池间的差异以及充放电过程中功率分配不均等问题导致储能电池间SOC存在差异，容易造成储能电池过充或过放，不仅影响电池寿命，也影响整个直流微网系统运行的稳定性。因此须对各储能电源变换器进行协调控制，实现功率在各储能电源间的均衡分配。

现有技术主要有：采用以SOC为自变量的非性对数函数构建不同储能电源SOC间变化率关系，实现各储能电源SOC均衡和负荷功率动态分配，但只考虑了储能放电情况；提出以SOC幂函数自适应调节各储能电源的下垂系数，实现负荷功率在各储能之间的动态分配和SOC均衡，但当不同储能电源荷电状态差异较大时，仍然避免不了储能电池的过充和过放；利用电压变化率替代下垂控制中的电压，有效降低线路阻抗对负荷功率分配精度的影响，但是没有考虑SOC信息，用于储能控制时不能按容量进行功率分配。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于荷电状态的直流微电网多储能系统均衡控制方法，能够实现在各储能电源SOC不同的情况下，使用改进下垂控制控制各直流变换器。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种基于荷电状态的直流微电网多储能系统均衡控制方法，包括以下步骤：

步骤1、在直流微电网中加入储能电源；

步骤2、计算协调均衡控制储能电源SOC数据；

步骤3、根据协调均衡控制储能电源SOC的计算数据，对直流微电网进行改进均衡控制。

而且，所述步骤1的具体实现方法为：所述直流微电网包括分布式发电系统、电动汽车和直流负载，三组储能电源分别通过直流变换器连接直流母线并直接对分布式发电系统、电动汽车和直流负载进行供电。

而且，所述步骤2的具体实现方法为：

使用安时计量法对储能电源的电池荷电状态进行估算：

其中，SOC(t)为储能电源当前荷电状态，SOC(0)为储能电源初始荷电状态；C_b为储能电源SOC容量；i_b为储能电源SOC充放电电流；t为储能电源SOC运行时间；

计算储能电源SOC的输出功率：

P_b＝i_bV_b