[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

说明书

一种交流微电网非等容电池储能单元SOC均衡方法，属于微电网储能单元逆变器控制技术领域，解决传统P‑E下垂控制和SOC均衡方案无法实现低压微电网非等容电池储能单元SOC均衡并导致电能质量下降的技术问题。低压孤岛交流微电网系统内的多台非等容电池储能单元逆变器采用基于改进型P‑E下垂控制方案，能够根据多非等容电池储能单元的SOC合理调节逆变器输出的有功功率，实现多非等容电池储能单元的SOC均衡且在SOC均衡过程中电压不会发生偏移。本发明在不以牺牲电压质量为代价的前提下，实现低压微电网系统内多非等容电池储能单元的SOC均衡，无需中央控制器和复杂的通讯系统，系统成本得到降低。

技术领域

本发明属于微电网储能单元逆变器控制技术领域，具体涉及一种交流微电网非等容电池储能单元SOC均衡方法，尤其涉及一种基于改进型P-E下垂控制的交流微电网非等容电池储能单元SOC均衡方法。

背景技术

由光伏、风电等可再生能源、储能单元、电力电子变换器、负荷构成的微电网具有污染小、成本低、可再生性等优点，得到了政府和学者们广泛的关注和研究。由于光伏、风电等可再生能源输出的功率具有随机性和间歇性，微电网中一般配置多台分布式储能单元来保证微电网的可靠运行。电池储能单元具有容量大、成本低、技术成熟等优势，在微电网中得到广泛的应用，然而安装容量和老化程度的不一致造成微电网内电池储能单元容量的不相等。

当微电网的规模比较小或者微电网安装的地点处于海岛等偏远地区时，孤岛微电网的电压等级会比较低，线路阻抗呈现阻性。此时，非等容电池储能单元的逆变器常采用传统P-E下垂控制以实现微电网的自主运行。微电网线路阻抗、电池储能单元初始SOC和容量的不一致，造成非等容电池储能单元的逆变器采用传统P-E下垂控制时无法实现SOC均衡。SOC不均衡会导致电池储能单元过充或过放，缩减电池储能单元的使用寿命，引起SOC低的电池储能单元先退出系统，当剩余的电池储能单元的容量不足以支持系统时会导致整个微电网的崩溃，致使某些SOC高的电池储能单元的容量得不到充分利用，降低电池储能单元的容量利用率。因此，孤岛低压交流微电网非等容电池储能单元的SOC不均衡是亟需解决的问题。

传统的电池储能单元SOC均衡方案只考虑中/高压微电网中等容储能单元的SOC均衡问题，方案基于P-f下垂控制且在SOC均衡过程中会造成电能质量的下降，缺乏对低压微电网中非等容电池储能单元的SOC均衡问题的研究。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，解决传统P-E下垂控制和传统的SOC均衡无法实现低压微电网非等容电池储能单元SOC均衡，并导致电能质量下降的技术问题，提供一种基于改进型P-E下垂控制的交流微电网非等容电池储能单元SOC均衡方法，在不牺牲电压质量的前提下实现低压交流微电网多非等容电池储能单元SOC均衡，此外，该方案无需中央控制器和复杂的通讯，降低了系统的建设成本。

本发明通过以下技术方案予以实现。

一种交流微电网非等容电池储能单元SOC均衡方法，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SOC均衡机理，确立下垂控制、SOC和电能质量之间的联系；