CN113809733A - 光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法 - Google Patents

光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法 Download PDF

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Abstract

光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，包括光伏并网混合储能***，在***VSC单元PI控制中增加控制系数，使VSC单元优化公共直流母线电压功率平衡单元对公共直流母线电压无静差控制；混合储能***包括超级电容和蓄电池，对超级电容工作模式进行划分；根据超级电容划分不同模式，通过功率分配单元对蓄电池和超级电容进行初次功率分配或通过混合储能功率二次分配控制单元对混合储能充放电脉冲触发控制单元进行优化控制，使混合储能充放电脉冲触发控制单元控制超级电容和蓄电池的充电或放电，从而对超级电容功率和蓄电池功率进行二次分配。通过上述改进使直流母线电压更稳定，增强储能装置的可靠性，延长超级电容寿命。

Description

光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法
技术领域
本发明涉及光伏储能技术领域，特别涉及光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法。
背景技术
近年来，随着风/光等新能源发电的快速兴起、功率变换器性能的显著提升以及新型材料的不断进步，储能技术正以其灵活的功率调节能力和良好的可控性，展现出前所未有的发展前景。混合储能***因兼有能量密度大、功率密度高的双重属性而备受关注。由于波动性和随机性，风光可再生能源的规模化并网，对电网造成了较大的影响，而利用混合储能可以提高可再生能源的消纳及***稳定性。有的文献提出了一种光伏(PV)的最大功率跟踪工作点控制和混合储能***(HESS)协调平抑光伏并网功率波动策略，通过PV和HESS间的密切配合，能有效将PV并网功率波动抑制在电网可接受范围内。并网电压源型换流器(voltage source converter，VSC)***的稳定性是目前电力电子化电力***稳定性研究中最受关注、最具有实际应用意义的重要问题之一。有的文献通过对光伏-储能微电网***中的功率变换器的恒功率控制和直流母线电压无静差跟踪控制策略进行协调、整合，在确保光伏-储能微电网***向大电网提供所需的有功和无功功率的同时，有效维持了微电网***的稳定运行。经典比例-积分(PI)控制参数整定较为困难，抗干扰能力较弱，难以在复杂工况下保持良好的控制性能；有的文献采用改进的PI控制模型，提高直流母线电压稳态精度与响应速度；有的文献提出一种基于深度强化学***抑中的配置问题，提出了一种基于元模型优化算法的混合储能双层优化配置方法。该方法的内层为混合储能功率优化分配策略；外层以最小容量、最小功率为约束条件，以混合储能的全寿命周期年均成本最小为目标函数。所提优化配置方法可以在保持混合储能经济性最优的同时，有效避免蓄电池频繁充放电，从而提高了其使用寿命。有的文献将二阶高频滤波环节分解为响应滤波环节和补偿滤波环节，并对其频率特性进行了分析，明确了交接频率的选择原则，进行混合储能功率分配，从而在兼顾功率型储能设备荷电状态的同时更加高效地平抑风电功率波动。有的文献提出了一种基于离散一致性算法的分布式储能***负荷功率分配分层控制策略，下层进行功率一次分配，上层使用一致性算法产生电流修正量再次进行功率控制。有的文献对光伏原始功率自适应的进行变分模态分解，从而实现功率初级分配；其次，在储能***内部，监测超级电容荷电状态，通过模糊控制对储能元件初级功率进行二次修正，结果表明基于模糊控制的初级功率优化修正，使储能元件工作在荷电状态(state of charge,SOC)安全范围内工作，极大延长了储能元件的经济寿命。在平抑功率波动模式中，利用小波包分解对储能***内部功率进行一次分配，并结合储能装置的荷电状态信息对一次功率进行修正，实现功率二次分配。有的文献针对光伏直流微网混合储能***，采用一种基于超级电容荷电状态限值管理策略，限制超级电容过充过放；但运行期间直流母线电压波动幅度较大，控制效果不理想。有的文献提出了变分模态分解-模糊控制策略平抑风电功率波动。结果表明该控制策略不仅能够满足风电场最大输出功率变化率限制要求，还可以保持SOC维持在合理范围，避免过充和过放的发生。有的文献讨论非隔离型光伏并网逆变器的软开关实现技术的可行性和实现方法，为下一代高功率密度非隔离型光伏并网逆变器打下基础。基于频谱分析将目标域外的功率分解为高频和低频分量，实现功率分配目的，根据充/放电参考功率进行充/放电池组状态切换，实现对不同工况补偿预测误差的初级控制和平抑波动的次级控制，完成混合储能充/放电优先级控制。
综上，基于现有技术仍可以进一步提高直流母线电压平稳，以使整个光伏并网发电***更加稳定，另外，还可以对超级电容SOC进行优化控制，以优化超级电容工作状态，延长其使用寿命。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，针对光伏并网混合储能***并网电压型换流器(VSC)，提出改进PI控制优化公共直流母线电压无静差控制，维持并网后公共直流母线电压平稳于参考值。针对光伏并网发电***，提出了基于交互控制及限值管理的混合储能***二次功率分配控制策略，增强储能装置的可靠性，延长超级电容使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，包括：
光伏并网混合储能***；所述光伏并网混合储能***包括VSC单元、混合储能充放电脉冲触发控制单元、混合储能***、公共直流母线电压功率平衡单元、功率分配单元、混合储能功率二次分配控制单元；
在所述VSC单元的外环PI控制中增加多个控制系数，使得VSC单元中电压外环控制得到优化，进而控制电流内环，最终间接对公共直流母线电压更好的实现无静差控制；
所述混合储能***包括超级电容和蓄电池，并对超级电容的工作模式进行划分；
根据超级电容划分的不同工作模式，通过功率分配单元对蓄电池和超级电容进行初次功率分配或通过混合储能功率二次分配控制单元对混合储能充放电脉冲触发控制单元进行优化控制，使混合储能充放电脉冲触发控制单元控制超级电容和蓄电池的充电或放电，从而对超级电容功率和蓄电池功率进行二次分配。
进一步地，多个控制系数包括：控制系数c1、控制系数c2、控制系数p3；PI控制经过多个控制系数优化后输出VSC单元内环控制输入参考电流Id_ref，并经过VSC单元的内环电流控制，间接对公共直流母线电压更好的实现无静差控制；
所述控制系数c1为：
Figure BDA0003262934470000031
式中，maxU表示Udc_ref-Udc的差值最大值，minU表示Udc_ref-Udc的差值最小值，其中Udc_ref表示公共直流母线电压参考值，Udc表示公共直流母线电压实际测量值；
所述控制系数c2为：
Figure BDA0003262934470000032
式中，|maxU'|表示Udc_ref-Udc差值的一阶导数中的最大值，并取幅值结果，|minU'|表示Udc_ref-Udc差值的一阶导数中的最小值，并取幅值结果；
所述控制系数p3为：
Figure BDA0003262934470000033
式中，Udcmax表示公共直流母线电压的最大值；
所述Id_ref电流为：
Figure BDA0003262934470000034
式中，Kp0、Ki0表示PI控制器的初始参数值，Ue表示Udc_ref-Udc的差值，dUe/dt表示Udc_ref-Udc差值的一阶导数。
进一步地，对超级电容的工作模式进行划分的具体内容为：
超级电容的荷电状态SOCsc在0-50％状态期间内设置限值管理警戒值a1、临界放电警戒值a，且a1＜a；超级电容的荷电状态在50％-100％状态期间内设置限值管理警戒值b1、临界充电警戒值b，且b＜b1；
正常运行状态区间：a<＝SOCsc＜＝b；
临界充放电状态区间，包括临界充电区间：b＜SOCsc＜b1，临界放电区间：a1＜SOCsc＜a；
限值管理极限充放电状态区间，包括限值管理极限放电区间：0＜SOCsc＜＝a1，限值管理极限充电区间：b1＜＝SOCsc＜100％。
进一步地，当超级电容荷电状态SOCsc处于正常运行状态，即a<＝SOCsc＜＝b；
通过功率分配单元中的低通滤波LPF对蓄电池和超级电容进行初次功率分配，使光伏并网混合储能***(模型)维持稳定。
进一步地，当超级电容荷电状态SOCsc处于临界充电区间：b＜SOCsc＜b1、临界放电区间：a1＜SOCsc＜a、限值管理极限放电区间：0＜SOCsc＜＝a1、限值管理极限充电区间：b1＜＝SOCsc＜100％时；
根据不同的区间下，混合储能功率二次分配控制单元内部的超级电容SOC控制模块，对光伏并网混合储能***内的部分参数对应处理计算，得到对应区间下的虚拟修正电流Ivir；混合储能功率二次分配控制单元根据对应区间下的虚拟修正电流Ivir对混合储能充放电脉冲触发控制单元进行优化控制，得到对应区间下经过虚拟修正电流Ivir控制后的超级电容的功率Psc_ref_1，进而得到对应区间下蓄电池的功率Pb_ref_1，Pb_ref_1和Psc_ref_1通过闭环反馈传输给超级电容SOC控制模块，超级电容SOC控制模块结合Pb_ref_1、Psc_ref_1以及部分参数处理计算，得到对应区间下超级电容参考电流Isc_ref_1和对应区间下蓄电池参考电流Ib_ref_1；
混合储能功率二次分配控制单元将对应区间下的超级电容参考电流Isc_ref_1和蓄电池参考电流Ib_ref_1输入到混合储能充放电脉冲触发控制单元，通过混合储能充放电脉冲触发控制单元控制蓄电池和超级电容进行适应性的充电或放电，从而实现蓄电池和超级电容之间的功率分配，使超级电容的荷电状态向稳定的方向变化。
进一步地，所述部分参数包括超级电容荷电状态参考值SOCref、超级电容实时荷电状态值SOC(t)、蓄电池参考功率Pb_ref、超级电容参考功率Psc_ref、限值管理警戒值a1、临界放电警戒值a、限值管理警戒值b1、临界充电警戒值b、交互速率因子k中的一种或多种。
进一步地，当超级电容荷电状态SOCsc处于临界放电区间，即a1＜SOCsc＜a，且处于继续放电状态，即Psc_ref>＝0时，Ivir＝-|K*(SOC(t)-SOCref)|、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于临界放电区间，即a1＜SOCsc＜a，且处于继续充电状态，即Psc_ref<0，Ivir＝0、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于临界充电区间即b＜SOCsc＜b1，且处于继续充电状态即Psc_ref<0，Ivir＝|K*(SOC(t)-SOCref)|、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于临界充电区间即b＜SOCsc＜b1，且处于继续放电状态即Psc_ref>＝0，Ivir＝0、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref。
进一步地，当超级电容荷电状态SOCsc处于限值管理极限放电区间，即0＜SOCsc＜＝a1，且处于继续放电状态，即Psc_ref>＝0时；Ivir＝0、Psc_ref_1＝0、Pb_ref_1＝Pb_ref+Psc_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于限值管理极限放电区间，即0＜SOCsc＜＝a1，且处于继续充电状态，即Psc_ref<0时；Ivir＝0、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于限值管理极限充电区间，即b1＜＝SOCsc＜100％，且处于继续放电状态，即Psc_ref>＝0时；Ivir＝0、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于限值管理极限充电区间，即b1＜＝SOCsc＜100％，且处于继续充电状态，即Psc_ref<0时；Ivir＝0、Psc_ref_1＝0、Pb_ref_1＝Pb_ref+Psc_ref。
进一步地，Ib_ref_1＝Pb_ref_1/Ubat；
Isc_ref_1＝Psc_ref_1/Usc；
式中，Ubat表示蓄电池电压，Usc表示超级电容电压。
本发明的有益效果是：
1、针对光伏并网混合储能***中并网电压型换流器(VSC)，提出了改进PI控制优化公共直流母线电压无静差控制，相比于传统PI控制下，公共直流母线电压能够更好的维持在参考电压附近。
2、针对超级电容临界充放电区间，引入虚拟修正电流的概念，根据超级电容分配功率的正负及交互速率因子确定虚拟修正电流的大小，使超级电容的荷电状态向稳定的方向变化。优化超级电容工作状态，延长其使用寿命。
3、本申请在已有研究的基础上，针对光伏并网***中VSC***，提出改进PI控制；考虑混合储能***功率分配问题，提出了基于交互控制及限值管理的二次功率分配控制策略。该控制策略通过优化公共直流母线电压无静差控制，维持直流母线电压平稳于参考值；通过混合储能***的二次功率分配可以实现超级电容SOC的趋向稳定变化。以超级电容的SOC为基准，将***工作状态分为三种工作模式。当SOC处于正常运行区间工作模式下，采用低通滤波进行一次功率分配；在临界充放电模式下，引入虚拟修正电流的概念，当达到控制条件时，通过虚拟修正电流控制储能元件之间的功率交替，对超级电容的SOC加以控制，使其趋向于正常运行区间；在极限充放电模式下，对超级电容采用限值管理，避免其过充与过放。该控制策略能够实现光伏并网直流母线电压稳定及超级电容SOC的合理运行。通过搭建光伏并网混合储能***(模型)，针对传统PI控制与改进PI控制下VSC***进行仿真对比分析；同时在正常运行、临界充放电及极限充放电三种运行区间下进行仿真，验证所提控制策略的正确性和有效性。
附图说明
图1是本发明光伏并网混合储能***或模型的结构示意图。
图2是本发明现有技术中直流母线电压无静差跟踪控制框图。
图3是本发明改进PI控制的直流母线电压无静差跟踪控制框图示意图。
图4是本发明超级电容SOC划分示意图。
图5是本发明现有技术中蓄电池参考功率Pb_ref与超级电容参考功率Psc_ref获得示意图。
图6是本发明现有技术中混合储能充放电脉冲触发控制单元控制蓄电池充放电触发脉冲示意图。
图7是本发明现有技术中混合储能充放电脉冲触发控制单元控制超级电容充放电触发脉冲示意图。
图8是本发明超级电容SOC控制模块处理计算的示意图。
图9是本发明根据引入的虚拟修正电流Ivir和超级电容参考电流Isc_ref_1，通过混合储能充放电脉冲触发控制单元控制超级电容充放电的触发脉冲示意图。
图10是本发明根据蓄电池参考电流Ib_ref_1，通过混合储能充放电脉冲触发控制单元控制蓄电池充放电触发脉冲的示意图。
图11是本发明混合储能二次功率分配及交互控制流程示意图。
图12是本发明直流母线电压曲线对比图。
图13是本发明超级电容荷电状态变化曲线(临界充电)对比图。
图14是本发明蓄电池充放电电流曲线对比图。
图15是本发明超级电容荷电状态变化曲线(临界放电)对比图。
图16是本发明蓄电池充放电电流曲线对比图。
图17是本发明超级电容荷电状态变化曲线(极限充电限值管理)对比图。
图18是本发明本发明控制方法下超级电容临界充电功率示意图。
图19是本发明未采用控制条件下超级电容承担的功率示意图。
图20是本发明本发明控制方法下临界放电超级电容功率示意图。
图21是本发明未采用控制方法下超级电容承担的功率。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
本发明公开光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，针对光伏并网混合储能***并网电压型换流器(VSC)，提出改进PI控制优化公共直流母线电压无静差控制，维持直流母线电压平稳于参考值。对含随机性、间歇性可再生能源的微电网中储能装置功率分配问题，提出了基于交互控制及限值管理的混合储能***二次功率分配控制策略。以超级电容的荷电状态划分***工作模式，分析各工作模式下协调控制方法。在正常充放电模式下，采用低通滤波分配功率，混合储能各自承担相应的功率分量；在临界充放电模式下，引入虚拟修正电流的概念，根据超级电容分配功率的正负及交互速率因子确定虚拟修正电流的大小，使超级电容的荷电状态向稳定的方向变化；当***达到极限充放电模式下，对超级电容荷电状态进行限制管理，避免其过充过放现象。最后，在搭建的光伏并网仿真模型中进行验证，结果表明，所提控制策略可以使得直流母线电压稳定性，增强储能装置的可靠性，同时延长超级电容使用寿命。
一、本发明采用以下技术方案予以实现。
1.光伏并网混合储能***二次功率分配及控制策略研究：
步骤1，依据发明要求搭建光伏并网混合储能***(模型)；
步骤2，依据发明要求设计改进PI控制优化公共直流母线电压无静差控制；
步骤3，依据发明要求划分超级电容工作模式；
步骤4，依据发明要求在不同工作模式下，进行超级电容荷电状态控制，并引入虚拟电流控制超级电容充放电；
步骤5，依据发明要求在光伏并网模型中运行调试，并进行仿真验证分析。
2.在步骤1中，依据发明要求搭建现有的光伏并网混合储能***模型，并对部分单元进行改进。如图1所示。
具体包括：光伏发电单元，大电网单元，VSC单元，交直流负荷单元，混合储能(充放电)脉冲触发控制单元，混合储能***，公共直流母线电压功率平衡单元，功率分配单元，混合储能功率二次分配控制单元。
光伏发电单元：包括光伏最大功率跟踪及BOOST升压控制，为***提供光伏功率；
大电网单元：为***提供电网功率；
VSC单元：为并网电压型换流器，连接光伏发电与电网***；
交直流负荷单元：消耗***功率；
混合储能充放电脉冲触发控制单元包括：蓄电池脉冲触发控制单元、蓄电池充放电单元、超级电容充放电控制单元、超级电容脉冲触发控制单元；依据混合储能电流指标参量，经PWM控制，产生相应的充放电触发脉冲，控制混合储能充放电控制开关电力MOSFET通断，实现混合储能充放电功能；
混合储能***：包括蓄电池与超级电容；
公共直流母线电压功率平衡单元：维持公共直流母线电压平稳；
功率分配单元：初次分配混合储能功率；
混合储能功率二次分配控制单元包括：结合超级电容荷电状态变化情况及相关指标参量，引入虚拟修正电流及交互速率因子，使超级电容的荷电状态向稳定的方向变化，实现超级电容荷电状态优化控制。
3.在步骤2中，依据发明要求设计改进PI控制优化公共直流母线电压无静差控制。
VSC是光伏发电单元的核心部件，实现直流向交流转换。为提升有功和无功控制性能，控制器通常采用dq0坐标系下的双环控制结构；外环控制器实现直流电压、无功功率或交流电压控制，输出为内环电流解耦控制器的目标电流值。内环采用直接电流矢量控制，本发明VSC外环控制采用简化恒功率控制和恒直流母线电压恒无功功率控制。图2为传统直流母线电压无静差跟踪控制框图。图2中Udc为公共直流母线电压实际测量值，Udc_ref为直流母线电压参考值。为了更好的稳定公共直流母线电压，基于模糊PI控制相关理论，对传统控制方法进行改进，优化传统PI控制；提出一种改进PI方法进行控制，其框图如图3所示。
其中，图3中du/dt的含义为：对(Udc_ref-Udc)差值的进行一阶求导；函数F1产生控制系数c1，该值与误差相关；函数F2产生控制系数c2，该值与误差变化率相关；函数F3产生比例系数p3，该值与Udc相关；具体计算公式如下所示：
Figure BDA0003262934470000081
式中，maxU表示Udc_ref-Udc的差值最大值，minU表示Udc_ref-Udc的差值最小值，其中Udc_ref表示公共直流母线电压参考值，Udc表示公共直流母线电压实际测量值；
Figure BDA0003262934470000082
式中，|maxU'|表示Udc_ref-Udc差值的一阶导数中的最大值，并取绝对值结果，|minU'|表示Udc_ref-Udc差值的一阶导数中的最小值，并取绝对值结果；
Figure BDA0003262934470000083
式中，Udcmax表示公共直流母线电压的最大值。
4.在步骤3中，依据发明要求划分超级电容工作模式。
考虑超级电容储能荷电状态变化速度快，容易出现过充过放现象。为使储能单元能够有效运行，需要设置其荷电状态正常工作范围。将超级电容的荷电状态进行划分，如图4所示。图4中，a1和b1是限值管理模式的警戒值；a，b是临界充放电警戒值。4个警戒值将超级电容的荷电状态分为3种状态，分别是正常运行状态、临界充放电状态和限值管理极限充放电状态。
5.在步骤4中，依据发明要求在不同工作模式下，进行超级电容荷电状态控制，并引入虚拟电流控制超级电容充放电；
依据图4可以将混合储能***的控制分为下面三种工作状态，其中SOCsc表示超级电容荷电状态：
(1)正常运行区间：a<＝SOCsc＜＝b
在该区间中，超级电容的荷电状态处于正常运行状态，混合储能由低通滤波进行初步功率分配，维持***的稳定。
(2)临界充放电区间：b＜SOCsc＜b1(临界充电区间)或a1＜SOCsc＜a(临界放电区间)。
对于临界充放电区间的控制方式如图5、8-10所示。图5、8-10中，Ib_ref、Isc_ref为初次功率分配蓄电池、超级电容的电流，Ib_ref_1、Isc_ref_1表示为二次功率分配混合储能的电流；Isc_refn表示在临界充放电区间，增加了虚拟修正电流二次分配后超级电容的电流；Ivir为虚拟修正电流，Isc_refn＝Isc_ref+Ivir，从而改变超级电容的功率交换量，达到功率再分配的目的，优化超级电容荷电状态。与传统的比较具体内容为：
对于现有的混合储能充放电脉冲信号产生方式，如图5-7所示。首先将剩余功率Phess经低通滤波(LPF)进行分解(剩余功率包括PLD(直流负荷功率)、PLS(交流负荷功率)、Pdc(维持直流母线电压稳定功率)、Ppv(光伏功率)、Psys(大电网功率))，分别获得蓄电池参考功率Pb_ref与超级电容参考功率Psc_ref。其次将Pb_ref与蓄电池电压Ubat进行计算，求商得到蓄电池参考电流Ib_ref，与流过蓄电池电流Ibat做差；接着该差值经PI控制、限幅、PWM及判断比较(switch)环节，产生蓄电池充放电触发脉冲控制信号G1与G2。Psc_ref与超级电容电压Usc进行计算，求商得到超级电容参考电流Isc_ref，并与流过超级电容电流Isc做差；接着该差值经PI控制、限幅、PWM及判断比较(switch)环节，产生超级电容充放电触发脉冲控制信号G3与G4。
本发明中对上述传统的内容进行改进，相同部分参数不再赘述。如图5、8-10所示，基于超级电容SOC形成虚拟电流、限值管理控制对混合储能功率进行二次分配。图8中超级电容SOC控制模块部分，左侧虚线框内为主要输入参数，经超级电容SOC控制模块，然后输出相应控制参数，该部分主要实现功能为：临界充放电期间，产生虚拟电流(Ivir)，减缓超级电容SOC变化趋势，Ivir作用于Isc_ref，进而控制超级电容充放电触发脉冲信号G3，G4，实现功率再分配目的，考虑到整个***的闭环控制，进而超级电容与蓄电池功率将不再是Psc_ref、Pb_ref而变为Psc_ref_1，Pb_ref_1，再分别与各自电压做商得到各自参考电流Isc_ref_1，Ib_ref_1进行控制。
而在第三种情况的限值管理极限充放电状态中，当0＜SOCsc＜＝a1，且处于继续放电状态，即Psc_ref>＝0时，Psc_ref_1＝0，Pb_ref_1＝Pb_ref+Psc_ref；或当b1＜＝SOCsc＜100％，且处于继续充电状态，即Psc_ref<0时，Psc_ref_1＝0，Pb_ref_1＝Pb_ref+Psc_ref。(即超级电容承担全部剩余功率，仍属于二次功率分配，指标仍用Psc_ref_1，Pb_ref_1，Isc_ref_1，Ib_ref_1表示，在该期间内Ivir不发生作用)。
其中：虚拟修正电流Ivir计算公式如下所示：
Figure BDA0003262934470000101
式中：K为交互速率因子，K＞0；SOCref为超级电容荷电状态参考值；SOC(t)表示超级电容实时荷电状态值；虚拟电流修正量取决于超级电容荷电状态偏移量(SOC(t)－SOCref)和交互速率因子K。由上述公式可知：超级电容荷电状态在放电临界区间内，且仍需继续放电时，Ivir取负值，减小超级电容放电电流(放电电流为正)，此时蓄电池电流相对应变化，放电电流增加；在该区间内Psc_ref<0时，表明即将充电，荷电状态升高，离开放电临界区域，虚拟电流为0。当超级电容荷电状态在充电临界区间内，且仍需继续充电时，Ivir取正值，减小超级电容充电电流(充电电流为负)，Ivir大小(正负)决定了本发明中提出的控制方法下SOC的变化幅度(趋势)，此时蓄电池电流相对应变化，充电电流增加；在该区间内Psc_ref>＝0时，表明即将放电，荷电状态降低，离开临界充电区域，虚拟电流为0。
在混合储能控制单元中，交互速率因子K对交互修正电流Ivir的影响也至关重要。K越大，交互电流、功率越大，交互速度越快，K较小会导致虚拟修正电流偏小，转换时间变长。K值受限于超级电容的电流的大小，选择合适的K值，使得Ivir维持在超级电容电流幅值的0.3-0.6倍左右。
(3)限值管理区间：0＜SOCsc＜＝a1或b1＜＝SOCsc＜100％
当出现超级电容放电至极限仍需放电或充电至极限仍需继续充电情形下，为了避免超级电容过充过放，该情形对超级电容荷电状态采用限值管理控制策略，使得蓄电池在该情形下承担剩余功率变化，当出现与极限情形相反的充电或放电情况，使得SOCsc回归至模式(2)继续运行。
混合储能***二次功率分配及交互控制流程如图11所示。由图11可知，首先采集微网***的所需运行指标参数，由此确定此时的***所处的模式，然后再按照各自不同的控制方法进行功率再分配，得到储能单元的控制电流产生PWM信号控制储能元件充放电。同时还可以结合图表，更加直观的看清楚在不同区间及状态下，功率分配的结果，如表1所示：
表1 交互控制及限值管理混合储能***二次功率分配
Figure BDA0003262934470000111
6：在步骤5中，依据发明要求设计在光伏并网模型中运行调试，并进行仿真验证分析；
为了验证本发明提出的改进PI控制及基于交互控制与限值管理混合储能***二次功率分配控制策略的有效性，在Matlab/Simulink仿真平台搭建如图1所示光伏并网模型。在25℃的环境温度下，光照强度为1000W/m2，直流负荷0.8秒，1.5秒、交流负荷1.4秒发生变化。蓄电池的额定电压为120V，额定容量为50A·h，为加速超级电容器SOC变化，在仿真验证期间将超级电容容量设置较小，假设蓄电池在仿真过程中均处于合理运行状态。设置SOCref＝0.5，a1＝0.25，a＝0.3，b＝0.7，b1＝0.8。即正常运行状态的超级电容SOC范围是：[0.3，0.7]；临界放电、充电区间的范围是：[0.25，0.3]和[0.7，0.8]；极限限值放电、充电区间范围：[0，0.25]和[0.8，1]；K取值区间为[800,1100]。
本发明的创新点在于，步骤2中，针对光伏并网混合储能***中并网电压型换流器(VSC)，提出了改进PI控制优化公共直流母线电压无静差控制，相比于传统PI控制下，公共直流母线电压能够更好的维持在参考电压附近。
本发明的创新点在于，步骤4中针对超级电容临界充放电区间，引入虚拟修正电流的概念，根据超级电容分配功率的正负及交互速率因子确定虚拟修正电流的大小，使超级电容的荷电状态向稳定的方向变化。优化超级电容工作状态，延长其使用寿命。
二：接下来，从实验仿真结果进行分析说明。依据本发明所述内容，运用matlab/simulink进行建模分析。具体如下。
1、传统PI控制与改进PI控制公共直流母线电压控制
在同一仿真模型及条件下，相应控制参数如表2所示。对VSC控制中公共直流母线电压无静差控制进行对比仿真，电压结果对比如图12所示，图中可以看出，***电压参考值为700V(Udcref)，传统PI控制下***电压(Udc)基本维持在680V左右，公共直流母线电压稳定效果较差；改进PI控制使得电压(改进Udc)很好的维持在参考电压值附近，表明该改进方法的有效性。
表2 控制参数
Figure BDA0003262934470000121
2、超级电容工作在正常运行区间及临界充电区间控制
超级电容在正常运行区间内运行时，剩余功率经低通滤波进行一次功率分配。当SOCsc处于临界充电区间时，如图13、14所示，在区域a(区域1)之前为正常运行期间，传统低通滤波初次功率控制方法(不考虑SOCsc控制情况下)与本发明提出的方法超级电容SOC曲线与蓄电池电流曲线保持一致；区域a中，当超级电容充电将至临界区间时，Ivir开始动作，减小超级电容充电电流，使得蓄电池充电电流变大(区域1)，增加蓄电池充电电量，缓解超级电容充电状态；在0.8秒时，超级电容转为放电状态，两种方法荷电状态及蓄电池电流曲线开始同趋势变化。区域b(区域2)中，当超级电容继续充电且剩余功率仍保持着使得超级电容将长时期充电时，传统方法SOCsc不断升高接近极限充电状态，而采用本发明方法控制的SOC在达到临界充电区间后，受到Ivir作用开始降低(Ivir数值越大作用趋势越强)，超级电容充电电量减小，蓄电池充电电流增加，缓解超级电容充电状态使得SOCsc往正常运行区域变动。图中原SOC、原Ibat表示不加其他控制条件下仿真曲线，新控制SOC、新控制Ibat表示采用本发明控制方法下曲线。图18-19给出了超级电容承担功率变化曲线图。从图18-19可以看出，当超级电容SOC在临界充电状态期间，超级电容承担的充电功率分量减小，减小超级电容继续充电能量，满足控制要求。
3、超级电容工作在临界放电及极限限值放电区间控制
从图15-16可以看出，不加其他控制方法下SOCsc低于临界放电下限，即超级电容放电至极限限值管理区域仍然继续放电，超级电容存在过放现象；采用本发明所述方法时，由区域c可以看出，当接近临界放电区域时，Ivir开始动作，减小超级电容放电电流，使SOCsc往正常区间变化，故使得蓄电池放电电流变大(区域3所示)，增加蓄电池放电电量，缓解超级电容放电状态；当SOCsc达到极限限值管理警戒值时，经限值管理曲线保存不变(25％)。图中原SOC、原Ibat表示不加其他控制条件下仿真曲线，新控制SOC、新控制Ibat表示采用本发明控制方法下曲线。图20-21给出了超级电容承担功率变化曲线图，从图20-21可以看出，在0.1-0.2s之间，超级电容承担的放电功率分量减小，减小超级电容继续放电能量，满足控制要求。
4、超级电容工作在限值管理区间控制
当临界充放电控制方法无法很好的控制SOCsc时，会出现达到极限充放电状态，在该状态下，采用限制管理对超级电容SOC进行约束，限制超级电容充放电，蓄电池承担所有剩余功率。本发明为验证所述方法的可行性，对极限充电状态进行限值管理分析，如图17区域4所示，给出极限充电限值管理示意图，可以看出经限值管理后，超级电容SOC在继续充电状态下一直维持90％不变，避免过充现象损害超级电容使用寿命；同时，在图15区域c中体现了极限放电状态进行限值管理效果，经限值管理曲线保存不变(25％)，避免过放现象。原SOC表示不加其他控制荷电状态曲线，限值SOC表示采用本发明中限值管理后荷电状态曲线。
经过仿真验证，可以得出如下结论：
1、提出的改进PI控制优化光伏并网模型下公共直流母线电压无静差控制，维持直流母线电压平稳。
2、考虑到超级电容充放电速度快的特点，提出基于交互控制及限值管理的控制方法修正超级电容的荷电状态，使其保持在较好的工作区间。在混合储能***临界充放电状态下，通过引入虚拟修正电流的概念，控制储能元件之间功率再分配，优化超级电容工作状态。在混合储能***极限充放电状态下，采用限值管理，限制超级电容充放电，避免其过充过放现象。
需要注意的是，发明中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，其特征在于，包括：
光伏并网混合储能***；所述光伏并网混合储能***包括VSC单元、混合储能充放电脉冲触发控制单元、混合储能***、公共直流母线电压功率平衡单元、功率分配单元、混合储能功率二次分配控制单元；
在所述VSC单元的PI控制中增加多个控制系数，使VSC单元优化公共直流母线电压功率平衡单元对公共直流母线电压无静差控制；
所述混合储能***包括超级电容和蓄电池，并对超级电容的工作模式进行划分；
根据超级电容划分的不同工作模式，通过功率分配单元对蓄电池和超级电容进行初次功率分配或通过混合储能功率二次分配控制单元对混合储能充放电脉冲触发控制单元进行优化控制，使混合储能充放电脉冲触发控制单元控制超级电容和蓄电池的充电或放电，从而对超级电容功率和蓄电池功率进行二次分配。
2.根据权利要求1所述的光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，其特征在于，多个控制系数包括：控制系数c1、控制系数c2、控制系数p3；PI控制经过多个控制系数优化后输出VSC单元内环控制输入参考电流Id_ref，并经过VSC单元内部处理后传输给公共直流母线电压功率平衡单元，从而优化公共直流母线电压无静差控制；
所述控制系数c1为：
Figure FDA0003262934460000011
式中，max U表示Udc_ref-Udc的差值最大值，minU表示Udc_ref-Udc的差值最小值，其中Udc_ref表示公共直流母线电压参考值，Udc表示公共直流母线电压实际测量值；
所述控制系数c2为：
Figure FDA0003262934460000012
式中，|max U'|表示Udc_ref-Udc差值的一阶导数中的最大值，并取幅值结果，|minU'|表示Udc_ref-Udc差值的一阶导数中的最小值，并取幅值结果；
所述控制系数p3为：
Figure FDA0003262934460000013
式中，Udcmax表示公共直流母线电压的最大值；
所述Id_ref电流为：
Figure FDA0003262934460000014
式中，Kp0、Ki0表示PI控制器的初始参数值，Ue表示Udc_ref-Udc的差值，dUe/dt表示Udc_ref-Udc差值的一阶导数。
3.根据权利要求1所述的光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，其特征在于，对超级电容的工作模式进行划分的具体内容为：
超级电容的荷电状态SOCsc在0-50％状态期间内设置限值管理警戒值a1、临界放电警戒值a，且a1＜a；超级电容的荷电状态在50％-100％状态期间内设置限值管理警戒值b1、临界充电警戒值b，且b＜b1；
正常运行状态区间：a<＝SOCsc＜＝b；
临界充放电状态区间，包括临界充电区间：b＜SOCsc＜b1，临界放电区间：a1＜SOCsc＜a；
限值管理极限充放电状态区间，包括限值管理极限放电区间：0＜SOCsc＜＝a1，限值管理极限充电区间：b1＜＝SOCsc＜100％。
4.根据权利要求3所述的光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，其特征在于，当超级电容荷电状态SOCsc处于正常运行状态，即a<＝SOCsc＜＝b；
通过功率分配单元中的低通滤波LPF对蓄电池和超级电容进行初次功率分配，使光伏并网混合储能***维持稳定。
5.根据权利要求3所述的光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，其特征在于，当超级电容荷电状态SOCsc处于临界充电区间：b＜SOCsc＜b1、临界放电区间：a1＜SOCsc＜a、限值管理极限放电区间：0＜SOCsc＜＝a1、限值管理极限充电区间：b1＜＝SOCsc＜100％时；
根据不同的区间下，混合储能功率二次分配控制单元内部的超级电容SOC控制模块，对光伏并网混合储能***内的部分参数对应处理计算，得到对应区间下的虚拟修正电流Ivir；混合储能功率二次分配控制单元根据对应区间下的虚拟修正电流Ivir对混合储能充放电脉冲触发控制单元进行优化控制，得到对应区间下经过虚拟修正电流Ivir控制后的超级电容的功率Psc_ref_1，进而得到对应区间下蓄电池的功率Pb_ref_1，Pb_ref_1和Psc_ref_1通过闭环反馈传输给超级电容SOC控制模块，超级电容SOC控制模块结合Pb_ref_1、Psc_ref_1以及部分参数处理计算，得到对应区间下超级电容参考电流Isc_ref_1和对应区间下蓄电池参考电流Ib_ref_1；
混合储能功率二次分配控制单元将对应区间下的超级电容参考电流Isc_ref_1和蓄电池参考电流Ib_ref_1输入到混合储能充放电脉冲触发控制单元，通过混合储能充放电脉冲触发控制单元控制蓄电池和超级电容进行适应性的充电或放电，从而实现蓄电池和超级电容之间的功率分配，使超级电容的荷电状态向稳定的方向变化。
6.根据权利要求5所述的光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，其特征在于，所述部分参数包括超级电容荷电状态参考值SOCref、超级电容实时荷电状态值SOC(t)、蓄电池参考功率Pb_ref、超级电容参考功率Psc_ref、限值管理警戒值a1、临界放电警戒值a、限值管理警戒值b1、临界充电警戒值b、交互速率因子k中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，其特征在于，
当超级电容荷电状态SOCsc处于临界放电区间，即a1＜SOCsc＜a，且处于继续放电状态，即Psc_ref>＝0时，Ivir＝-|K*(SOC(t)-SOCref)|、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于临界放电区间，即a1＜SOCsc＜a，且处于继续充电状态，即Psc_ref<0，Ivir＝0、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于临界充电区间，即b＜SOCsc＜b1，且处于继续充电状态即Psc_ref<0，Ivir＝|K*(SOC(t)-SOCref)|、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于临界充电区间，即b＜SOCsc＜b1，且处于继续放电状态即Psc_ref>＝0，Ivir＝0、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref。
8.根据权利要求6所述的光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，其特征在于，
当超级电容荷电状态SOCsc处于限值管理极限放电区间，即0＜SOCsc＜＝a1，且处于继续放电状态，即Psc_ref>＝0时；Ivir＝0、Psc_ref_1＝0、Pb_ref_1＝Pb_ref+Psc_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于限值管理极限放电区间，即0＜SOCsc＜＝a1，且处于继续充电状态，即Psc_ref<0时；Ivir＝0、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于限值管理极限充电区间，即b1＜＝SOCsc＜100％，且处于继续放电状态，即Psc_ref>＝0时；Ivir＝0、Psc_ref_1＝Psc_ref、Pb_ref_1＝Pb_ref；
当超级电容荷电状态SOCsc处于限值管理极限充电区间，即b1＜＝SOCsc＜100％，且处于继续充电状态，即Psc_ref<0时；Ivir＝0、Psc_ref_1＝0、Pb_ref_1＝Pb_ref+Psc_ref。
9.根据权利要求7或8所述的光储***直流母线电压与超级电容荷电管理控制方法，其特征在于，
Ib_ref_1＝Pb_ref_1/Ubat；
Isc_ref_1＝Psc_ref_1/Usc；
式中，Ubat表示蓄电池电压，Usc表示超级电容电压。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114977251A (zh) * 2022-07-28 2022-08-30 湖南华大电工高科技有限公司 一种储能***平抑风电功率波动的控制方法
CN115622100A (zh) * 2022-05-12 2023-01-17 深圳市海雷新能源有限公司 一种使用光伏储能电池的企业用电分配监测***及方法
CN116191507A (zh) * 2022-12-23 2023-05-30 国网安徽省电力有限公司芜湖供电公司 一种超级电容器双闭环模糊pi控制方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115622100A (zh) * 2022-05-12 2023-01-17 深圳市海雷新能源有限公司 一种使用光伏储能电池的企业用电分配监测***及方法
CN114977251A (zh) * 2022-07-28 2022-08-30 湖南华大电工高科技有限公司 一种储能***平抑风电功率波动的控制方法
CN114977251B (zh) * 2022-07-28 2022-11-01 湖南华大电工高科技有限公司 一种储能***平抑风电功率波动的控制方法
CN116191507A (zh) * 2022-12-23 2023-05-30 国网安徽省电力有限公司芜湖供电公司 一种超级电容器双闭环模糊pi控制方法

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