[发明专利]一种直流微电网多储能SOC均衡的分段自适应下垂控制方法

权利要求书

1.一种直流微电网多储能SOC均衡的分段自适应下垂控制方法，其特征在于，其方法为：控制器采集各储能单元的SOC和实际容量信息，经过分段自适应下垂系数算法对下垂系数重新设定，控制储能单元充放电功率，实现SOC的快速均衡；为了弥补传统下垂控制固有的电压跌落，利用母线电压偏差经PI调节器输出一个公共电压偏差量ΔU，以此对下垂曲线进行补偿，进而自动恢复母线电压；所述的储能单元包括第一储能单元1和第二储能单元2，U_out1、U_out2分别为第一储能单元1和第二储能单元2的DC/DC输出电压，I_bat1、I_bat2分别为第一储能单元1和第二储能单元2的输出电流，U_bus为母线电压；所述的分段自适应下垂系数算法如下：两组锂电池的平均值为：

则第i组电池的荷电态偏差为

ΔSOC_i＝SOC_i-SOC_avg (10)

(1)当偏差|ΔSOC|＞5％时

1)储能系统需要放电的功率P_dmax≤P＜2P_dmax，P_dmax为锂电池额定放电功率，或需充电的功率P_cmax≤P＜2P_cmax时，P_cmax为锂电池额定充电功率：

①充电状态：控制SOC较小的一组电池以额定充电功率充电，剩余功率由SOC较大的一组电池吸收；下垂系数按如下重新设定：

式中，SOC_max为所有锂电池中SOC的最大值；

②放电状态：控制SOC较大的一组电池以额定放电功率放电，剩余功率由SOC较小的一组电池释放；下垂系数按如下重新设定：

式中，SOC_min为所有锂电池中SOC的最小值；

2)当储能系统放电功率P＜P_dmax或充电功率P＜P_cmax时，放电时强制SOC最高的一组锂电池或者充电时SOC最低的一组锂电池的下垂系数取小值，进而释放或者吸收最多的功率，其余锂电池根据各自SOC和平均SOC的差值来调节下垂系数，尽可能实现功率的平滑过渡；下垂系数按如下公式重新设定：

(2)当偏差|ΔSOC|≤5％时

保证两组SOC无偏差，保证下式成立：

根据两组锂电池SOC的变化动态调节下垂系数便可按照实际容量的比例进行功率的分配；实际容量大的锂电池稳态时吸收的功率较小释放的功率较大，实际容量小的锂电池与之相反；如此便可实现不同容量锂电池的SOC无差均衡；下垂系数按下式设定：

式中，α为加速因数，符号因充放电状态而不同；

综上所述，当|ΔSOC|＞5％时，根据式(11)～式(14)动态调整下垂系数，可保证SOC最高的锂电池放电的功率最大或可保证SOC最低的锂电池充电的功率最大，而另一组锂电池对应功率为最小，加快SOC均衡速度；当偏差|ΔSOC|≤5％时，根据式(16)自适应调整下垂系数，使储能单元充放电功率按照实际容量和SOC自动分配，彻底消除SOC偏差。

2.根据权利要求1所述的一种直流微电网多储能SOC均衡的分段自适应下垂控制方法，其特征在于，所述的母线电压的恢复控制；在下垂控制基础上增加ΔU偏移量，将下垂曲线平移，补偿下垂系数带来的母线电压降落，实现母线电压无偏差控制；母线电压可用下式表示：

式中，K_p、K_i分别为母线电压PI调节器的比例系数和积分系数。