[发明专利]一种蓄电池与超级电容混合储能系统充放电过程切换控制方法

摘要

一种蓄电池与超级电容混合储能系统充放电过程切换控制方法，包括如下步骤：步骤一、根据蓄电池和超级电容充放电过程能量守恒定理，建立蓄电池和超级电容混合储能系统充放电过程动态切换模型，以储能系统中储能器件的剩余荷电量的变化表示充放电过程，应用能量守恒定理，建立混合储能系统中储能器件的充放电过程的动态数学模型；步骤二、考虑实际蓄电池和超级电容的充放电的情况，对混合储能系统充放电过程动态模型进行变换设计；步骤三、构造充电过程输入函数uc(t)和放电过程输入函数ud(t)。本发明运算量较小、技术简单、使用方便、实用性良好。

主权项

1.一种蓄电池与超级电容混合储能系统充放电过程切换控制方法，其特征在于：所述切换控制方法包括如下步骤：步骤一、根据蓄电池和超级电容充放电过程能量守恒定理，建立蓄电池和超级电容混合储能系统充放电过程动态切换模型，以储能系统中储能器件的剩余荷电量的变化表示充放电过程，应用能量守恒定理，建立混合储能系统中储能器件的充放电过程的动态数学模型，见式(1)、(2)、(3)和(4)其中，式(1)表示超级电容的充电过程动态模型，式(2)表示蓄电池的充电过程动态模型，式(3)表示超级电容的放电过程动态模型，式(4)表示蓄电池的放电过程动态模型，t表示充放电的时间，单位min，Q1表示超级电容的剩余荷电量，单位MW，P1表示超级电容的充放电功率，单位MW/min，σc1表示超级电容的充电过程的自放电率，单位％/min，ηc1表示超级电容的充电效率，单位％，σd1表示超级电容的放电过程的自放电率，单位％/min，ηd1表示超级电容的放电效率，单位％，Q2表示蓄电池的剩余荷电量，单位MW，P2表示蓄电池的充放电功率，单位MW/min，σc2表示蓄电池的充电过程的自放电率，单位％/min，ηc2表示蓄电池的充电效率，单位％，σd2表示蓄电池的放电过程的自放电率，单位％/min，ηd2表示蓄电池的放电效率，单位％；步骤二、考虑实际蓄电池和超级电容的充放电的情况，对混合储能系统充放电过程动态模型进行变换设计，定义变量x₁＝Q₁、x₂＝Q₂、u₁＝P₁和u₂＝P₂，定义向量和根据公式(1)、(2)、(3)和(4)，分别定义蓄电池和超级电容混合的充放电过程的动态数学模型，见式(5)和(6)其中，式(5)表示蓄电池和超级电容混合储能系统充电过程动态模型，式(6)表示蓄电池和超级电容混合储能系统放电过程动态模型，t表示充放电的时间，单位min，x表示储能系统中储能器件的荷电量(MW)，u表示充放电功率，单位MW/min；步骤三、考虑超级电容充放电变换模型式(5)和(6)，定义矩阵求解不等式方程组，见式(7)其中P是未知变量，利用一元二次不等式方程组求解式(7)的未知变量P，得到式(7)的解，见式(8)再构造充电过程输入函数uc(t)，见式(9)和放电过程输入函数ud(t)，见式(10)其中，θ1、θ2、θ3和θ4是参数。