[发明专利]一种交流微电网非等容电池储能单元SOC均衡方法

权利要求书

1.一种交流微电网非等容电池储能单元SOC均衡方法，其特征在于包括以下步骤：

S1：电池储能单元建模；

S2：对池储能单元的SOC进行估算，解析影响SOC的因素；

利用安培积分法确定SOC估算表达式如下式：

式(1)中：SOC_0i表示各个电池储能单元的初始SOC值，Ce_i表示各个电池储能单元的容量，V_DC表示逆变器直流侧电压，P_i表示电池储能单元逆变器输出的有功功率；

S3：传统P-E下垂控制分析，获得传统P-E下垂控制调节SOC机理，确立下垂控制、SOC和电能质量之间的联系；

采用传统P-E/Q-f下垂控制电池储能单元对应的逆变器，其表达式如下：

E＝E_ref-mP； (4)

f＝f_ref+nQ； (5)

式(4)和式(5)中，E为逆变器输出电压，f为逆变器输出频率，和E_ref为电压参考值，f_ref为频率参考值，P为逆变器输出的有功功率和Q为逆变器输出的无功功率，m和n均为下垂系数；

在低压微电网中线路阻抗为阻性，逆变器有功功率传输特性如下：

式(6)中，V为公共耦合点电压，E_i为第i台逆变器输出电压幅值；

将式(6)代入式(4)获得传统P-E下垂控制下有功功率传输特性为：

S4：改进型P-E下垂控制：将各个电池储能单元看作一个代理，各个相邻代理之间进行通讯，采用一致性算法求出各个电池储能单元SOC平均值SOC_ave的表达式为：

式(2)中，SOC_{ave_i}为各个电池储能单元SOC的平均值，SOC_i为各个电池储能单元的SOC，σ为比例因子；

由此获得改进型P-E下垂控制的表达式如下式：

E＝E_ref-mP-G_p(s)(SOC_ave-SOC) (3)

式(3)中，G_p(s)＝k_p+k_i/s，k_p为比例系数，k_i为积分系数，SOC_ave为各个电池储能单元的SOC平均值；

S5：仿真验证。

2.根据权利要求1所述的一种交流微电网非等容电池储能单元SOC均衡方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述电池储能单元建模采用电池的Rint模型，获得用于估算池储能单元SOC的电压、电流参数。

3.根据权利要求1所述的一种交流微电网非等容电池储能单元SOC均衡方法，其特征在于：所述步骤S5中，利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建非等容电池储能单元模型，逆变器采用步骤S4所述改进型P-E下垂控制，进行仿真验证。

4.根据权利要求1所述的一种交流微电网非等容电池储能单元SOC均衡方法，其特征在于：所述交流微电网包括光伏发电板、风力发电机、若干台非等容电池储能单元、逆变器和负荷，光伏发电板通过DC/DC变换器和逆变器并网，风力发电机通过逆变器并网，若干台非等容电池储能单元分别通过阻值不同的阻性线路阻抗和逆变器并联给负荷供电；所述交流微电网与配电网断开处于孤岛运行状态，光伏发电板和风力发电机对应的逆变器采用MPPT控制方案，若干台非等容电池储能单元对应的逆变器采用步骤S4所述的改进型P-E下垂控制。