[发明专利]一种混合储能的直流供电系统脱网暂态控制方法

说明书

本发明属于供电控制技术领域，公开了一种混合储能的直流供电系统脱网暂态控制方法，本发明中，光伏发出直流形式的电能，直接通过直流的形式给直流负载供电，为实现电网停电时候的功率平衡，配置电动汽车退役电池和超导储能构成混合储能系统，典型的功率型+能量型混合储能配置，由超导储能对高频变化和阶跃变化的功率进行补偿，具备更大能量存储能力的动力梯次电池储能则应对缓慢变化的功率，从而保护电池寿命。

技术领域

本发明属于供电控制技术领域，具体涉及一种混合储能的直流供电系统脱网暂态控制方法。

背景技术

光伏发出直流形式的电能，直接通过直流的形式给直流负载供电，当光伏出力不足，且电网停电时，所有的直流负荷立即切换由储能供电，其转换过程为在瞬间将负荷全部加在混合储能之上，如果不采取控制措施，这一暂态过程将引起直流母线电压波动并对电池造成较大的冲击。

因此，现阶段亟需研究一种混合储能的直流供电系统脱网暂态控制方法来解决上述问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种混合储能的直流供电系统脱网暂态控制方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题之一，如：光伏发出直流形式的电能，直接通过直流的形式给直流负载供电，当光伏出力不足，且电网停电时，所有的直流负荷立即切换由储能供电，其转换过程为在瞬间将负荷全部加在混合储能之上，如果不采取控制措施，这一暂态过程将引起直流母线电压波动并对电池造成较大的冲击。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种混合储能的直流供电系统脱网暂态控制方法，包括以下步骤：

步骤S1：配置电动汽车退役的梯次动力电池、超导储能和光伏构成混合储能系统；

步骤S2：混合储能系统与电网并网运行时，并网的AC/DC变换器以整流模式运行，对梯次利用的梯次动力电池和超导储能进行充电，同时补充光伏对直流负荷供电不足的功率；

步骤S3：梯次动力电池充电达到SOC上限、超导储能充电完毕后，混合储能系统停止充电，进入备用模式；

步骤S4：当光伏出力不足且电网停电时，所有的直流负荷立即切换由储能供电；

对于超导储能的放电，超导储能检测直流母线电压，以维持直流母线电压值不变为控制目标，输出大电流进行稳压；控制方式为通过PI调节器，控制放电电路的开关占空比控制超导储能放电电流，若直流母线电压偏低则加大超导放电电流，若直流母线电压稳定则保持或适当减小超导放电电流；

与此同时，对于梯次动力电池的放电，则根据超导储能剩余能量确定梯次动力电池输出功率，超导储能剩余能量越大，梯次动力电池输出功率越小，超导储能剩余能量越小，梯次动力电池输出功率越大，实现电池缓慢放电，逐渐达到与负载平衡；

步骤S5：步骤S4结束后，超导储能放电完毕，由梯次动力电池完全接替超导储能对负载进行供电，并维持直流母线电压。

进一步的，步骤S4中，超导储能的放电具体如下：

通过检测直流母线电压与额定值的差异，通过PI调节器和PWM控制超导储能放电开关的占空比，从而控制超导线圈注入直流母线的电流；通过瞬态大电流的注入维持母线电压平衡；

V_DCbus为直流母线的实际电压，在电网突然断开时，负载对储能系统产生冲击，直流母线的实际电压V_DCbus会发生波动；为控制的参考电压，即通过超导储能放电电流控制将母线电压V_DCbus稳定在