[发明专利]基于滑模观测器的超级电容器组荷电状态估计方法

摘要

本发明涉及一种基于滑模观测器的超级电容器组荷电状态估计方法，包括以下步骤(1)实时采集超级电容器组工作时的每一超级电容器单体的充放电电流值和端电压值；(2)利用滑模观测器算法估计出每一超级电容器单体的荷电状态值；(3)通过比较所有单体的荷电状态值确定超级电容器组中单体荷电状态的最大值SOCmax和最小值SOCmin；(4)若当前超级电容为充电状态，则当前超级电容器组的荷电状态值为SOCmax；若超级电容为放电状态，则当前超级电容器组的荷电状态值为SOCmin。与现有技术相比，本发明具有计算量较低、延长超级电容器组使用寿命、保证整个储能系统工作安全性等优点。

主权项

一种基于滑模观测器的超级电容器组荷电状态估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)实时采集超级电容器组工作时的每一超级电容器单体的充放电电流值和端电压值；(2)根据步骤(1)中采集的电流和电压值，利用滑模观测器算法估计出每一超级电容器单体的荷电状态值；(3)通过比较所有单体的荷电状态值确定超级电容器组中单体荷电状态的最大值SOCmax和最小值SOCmin；(4)根据超级电容器组当前的工作状态确定其荷电状态值：若当前超级电容器组为充电状态，则当前超级电容器组的荷电状态值为SOCmax；若超级电容器组为放电状态，则当前超级电容器组的荷电状态值为SOCmin；(5)判断是否停机，若是，则结束，若否，则返回步骤(1)；所述的步骤(2)具体包括以下步骤：①建立超级电容器单体的等效电路模型，并对模型参数进行辨识；②根据步骤①中等效电路模型，对超级电容器单体充电与放电建立不同的状态空间模型，状态空间方程为：x·=Ax+Buy=Cx+Du]]>其中，x为状态变量，且将荷电状态作为其中一个状态变量，A、B、C、D为系统矩阵，u＝I为系统输入，I为充放电电流，y＝U为系统输出，U为端电压；③根据步骤②中充放电状态空间模型，设计超级电容器单体充放电荷电状态滑模观测器结构，滑模观测器方程为：x^·=Ax^+Bu+ksgn(y-y^)+L(y-y^)y^=Cx^+Du]]>式中，为x的观测值，为y的观测值，k和L为滑模观测器参数；④根据采集到的每一单体充放电电流和端电压值，利用滑模观测器方程估计超级电容器单体的荷电状态。