[发明专利]基于一种混合储能系统限值管理控制方法

权利要求书

1.基于一种混合储能系统限值管理控制方法，包括风力发电模块、光伏发电模块、混合储能系统以及交流负荷和直流负荷，风力发电模块和光伏发电模块通过直流母线与交流负荷和直流负荷连接，用于为交流负荷和直流负荷提供工作电压，混合储能系统用于补偿系统的缺额或盈余功率进而保持直流母线电压为设定值，其特征在于：所述的混合储能系统包括蓄电池模组和超级电容模组、功率分配模块、蓄电池功率及超级电容限值管理模块以及蓄电池充放电控制模块和超级电容充放电控制模块；

所述的功率分配模块用于获取补偿系统的缺额或盈余功率时，超级电容模组和蓄电池模组功率及对应的电流值；

所述的蓄电池功率及超级电容限值管理模块用于控制超级电容荷电状态达到界限值后，对超级电容及蓄电池承担的功率进行再次分配，蓄电池模组承担低频功率分量；超级电容模组在其限值期间停止充放电，其余正常运行期间承担高频分量；

所述的蓄电池充放电控制模块用于控制蓄电池模组处于充电、放电和不动作中的任一种工作状态，超级电容充放电控制模块用于控制超级电容模组处于充电、放电和不动作中的任一种工作状态。

2.如权利要求1所述的基于一种混合储能系统限值管理控制方法，其特征在于：功率分配模块获取补偿系统的缺额或盈余功率的方法为：

获取直流母线电压功率Pdc、交流负荷功率PLS和直流负荷功率PLC以及风力发电功率Power_Wind、光伏发电功率Ppv，剩余功率Phess计算公式如下：

Phess＝Pdc+(PLC+PLS)-Ppv-Power_Wind；

由于蓄电池模组承担低频功率分量，剩余功率经低通滤波进行功率分配，分别获得蓄电池参考功率Pb_ref，蓄电池参考功率与蓄电池电压Ubatt相除获得蓄电池参考电流ib_ref，同理获得超级电容参考功率Psc_ref、超级电容电压Ucs及超级电容参考电流isc_ref。

3.如权利要求2所述的基于一种混合储能系统限值管理控制方法，其特征在于：风力发电模块包括风轮机、永磁同步电机，永磁同步电机输出端通过万用电桥进行交直流转化并实现直流输出；采用最大功率跟踪算法通过IGBT门级控制实现风力发电模块最大功率跟踪；

光伏发电模块包括光伏板，光伏板的输出端与IGBT门级连接，采用最大功率跟踪算法通过IGBT门级控制实现光伏发电模块最大功率跟踪。

4.如权利要求2所述的基于一种混合储能系统限值管理控制方法，其特征在于：交流负荷输入端通过DC/AC逆变器与直流母线连接。

5.如权利要求2所述的基于一种混合储能系统限值管理控制方法，其特征在于：蓄电池充放电控制模块包括IGBT门级S2和IGBT门级S3，蓄电池模组输出端的正极与电感L1的一端连接，电感L1的另一端与IGBT门级S2的D端连接，IGBT门级S2的S端与蓄电池模组输出端的负极连接，电感L1的另一端与IGBT门级S3的S端连接，IGBT门级S3的D端与直流母线正极连接，蓄电池模组输出端的负极与直流母线负极连接；

超级电容充放电控制模块包括IGBT门级S4和IGBT门级S5，超级电容模组输出端的正极与电感L3的一端连接，电感L3的另一端与IGBT门级S4的D端连接，IGBT门级S4的S端与超级电容模组输出端的负极连接，电感L3的另一端与IGBT门级S5的S端连接，IGBT门级S5的D端与直流母线正极连接，超级电容模组输出端的负极与直流母线负极连接。

6.如权利要求5所述的基于一种混合储能系统限值管理控制方法，其特征在于：IGBT门级S2的g端以及IGBT门级S3的g端与蓄电池触发脉冲模块连接，蓄电池触发脉冲模块用于发送蓄电池充电触发信号或蓄电池放电触发信号，进而控制蓄电池模组处于充电或放电状态；IGBT门级S2的m端以及IGBT门级S3的m端均与接地端连接；

IGBT门级S4的g端以及IGBT门级S5的g端与超级电容触发脉冲模块连接，超级电容触发脉冲模块用于发送超级电容充电触发信号或超级电容放电触发信号，进而控制超级电容模组处于充电或放电状态；IGBT门级S4的m端以及IGBT门级S5的m端均与接地端连接。

7.如权利要求6所述的基于一种混合储能系统限值管理控制方法，其特征在于：蓄电池功率及超级电容限值管理模块控制蓄电池和超级电容均在设定荷电状态区间运行，并各自承担相应的功率分量运行；当蓄电池荷电状态正常运行时，由于超级电容因充放电速度快，若超级电容荷电状态低于设定下限，且仍处于放电状态情形时，限制超级电容放电；若超级电容荷电状态高于设定上限，且仍处于充电状态情形时，限制超级电容充电；当超级电容限制充电期间，蓄电池仅承担低频分量。