[发明专利]一种基于均衡母线的模块化超级电容储能系统能量均衡控制方法

摘要

本发明提出了一种基于均衡母线的模块化超级电容储能系统能量均衡控制方法，属于超级电容储能系统中超级电容模组能量均衡控制技术领域。包括以下步骤：建立系统公共电压外环；建立子模组独立电流内环；通过均衡母线选取系统中能量最高模组的SOC值作为参考；利用SOC参考及模组自身SOC值对子模组电流内环给定进行调整；通过利用系统电流值及调整后的电流参考作为电流调节器的输入，控制子模组的充放电运行状态，实现储能系统组间能量动态均衡控制。所述控制方法具备结构简单，适用于多子模组级联系统，提升系统的模块化性能及容错控制能力等诸多优点。

主权项

1.一种基于均衡母线的模块化超级电容储能系统能量均衡控制方法，其特征在于，所述能量均衡控制方法包括：步骤一：构建系统公共电压控制环；所述系统公共电压控制环包括电压参考给定、直流母线电压反馈值以及电压闭环调节器，并将电压环的输出值通过通信线传递到每个子模组电流控制器中；步骤二：构建各子模组独立电流闭环；所述各子模组独立电流闭环包括电流参考、系统电流反馈值、以及电流环调节器；步骤三：各子模组利用根据SOC值计算模型获取并联超级电容模组的SOC值，所述SOC值计算模型如下：其中：Csc为超级电容模组的容量，单位为法拉；Qs为超级电容额定存储电荷量，单位为库伦；usci为第i个超级电容模组的电压值；步骤四：构建基于硬件电路的均衡母线电路；所述均衡母线电路包括多个二极管及具有良好屏蔽功能的导线；其中，每个二极管均位于所述模块化超级电容储能系统的子模组控制器上，全部二极管的阴极通过均衡母线相接；步骤五：将各子模组控制器计算产生的SOC信息通过DA转换器转换成为模拟电压信号，并连接于二极管的阳极；步骤六：各子模组控制器采集均衡母线中的电压信号，并将采集结果通过均衡电流参考值模型生成均衡电流参考值，其中，所述均衡电流参考值模型为：irefi＝iref[1‑k(SOCmax‑SOCi)]其中，iref为公共电压环产生的原始电流参考值，irefi为第i个模组的均衡电流参考值，SOCmax为由均衡母线生成的最大SOC值，k为均衡系数；步骤七：采集直流母线电流信号，并根据电流给定值模型计算最终的电流给定值，其中，所述电流给定值模型为：其中，为最终的电流参考值，β₀为电流校正系数，sgn(·)为符号函数；步骤八：各子模组根据最终的电流给定值及采样的系统电流通过电流调节器计算生成各自的占空比，控制子模组的开关器件的导通及关断。