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申请/专利权人：南京工程学院

摘要：光储系统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系统，在系统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；混合储能系统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。

主权项：1.光储系统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：光伏并网混合储能系统；所述光伏并网混合储能系统包括VSC单元、混合储能充放电脉冲触发控制单元、混合储能系统、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；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：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：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：式中，Udcmax表示公共直流母线电压的最大值；所述Id_ref电流为：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，表示Udc_ref-Udc差值的一阶导数；所述混合储能系统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；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％；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；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系统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；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SOCt、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；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*SOCt-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_ref0，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_ref0，Ivir＝|K*SOCt-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；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_ref0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_ref0时；Ivir＝0、Psc_ref_1＝0、Pb_ref_1＝Pb_ref+Psc_ref；Ib_ref_1＝Pb_ref_1Ubat；Isc_ref_1＝Psc_ref_1Usc；式中，Ubat表示蓄电池电压，Usc表示超级电容电压。

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