【技术实现步骤摘要】
带能量均衡的混合储能系统功率分配电路控制方法
本专利技术涉及自动化控制领域，尤其涉及一种带能量均衡的混合储能系统功率分配电路的控制方法。
技术介绍
随着电力电子技术的不断进步，以及人们对节能、环保、经济性的追求，太阳能、风能、燃料电池等新能源技术在航天器、飞行器、船舶、电动车等的应用中起到了积极的推动作用，电化学储能技术在电力的发、输、配、用各个环节均有其应用场合。它可用于电网的消峰填谷、平滑功率输出、解决可再生能源“随机性”和“间歇性”问题，提高电网运行稳定性，满足不同工况下持续提供稳定的电能需求。混合储能系统由具有不同特性的储能元件相结合，主要分为能量型和功率型。能量型储能介质的能量密度大、功率密度小、响应速度慢、生命周期短。而功率型储能介质的能量密度小、功率密度大、响应速度快、生命周期长。无论哪种单一储能介质都无法同时满足所有的性能要求，因此，可将能量型储能介质和功率型储能介质相结合，形成混合储能系统，以其互补的特性来提供更加稳定、快速的能量供应，同时更具有经济效益。另外，高频波动电流易对电池自身造成伤害，使其使用寿命降低或容量减小，而超级电容的耐久度则比电...
【技术保护点】
1.一种带均衡的混合储能系统功率分配电路的控制方法，其特征在于，包括：步骤1，建立功率分配器模型，采用下垂控制方法，设计变换器参数和控制器参数，实现高频波动电流和稳态电流的分离；步骤2，建立能量均衡器模型，采用预测控制给内环PI控制器生成电流参考值，同时考虑均衡速率和能量效率问题，确定优化目标函数和约束条件；步骤3，在系统变换电路控制器中加入延时环节，缓解功率分配电路和能量均衡电路控制作用之间的冲突，提高系统的稳定性。
【技术特征摘要】
1.一种带均衡的混合储能系统功率分配电路的控制方法，其特征在于，包括：步骤1，建立功率分配器模型，采用下垂控制方法，设计变换器参数和控制器参数，实现高频波动电流和稳态电流的分离；步骤2，建立能量均衡器模型，采用预测控制给内环PI控制器生成电流参考值，同时考虑均衡速率和能量效率问题，确定优化目标函数和约束条件；步骤3，在系统变换电路控制器中加入延时环节，缓解功率分配电路和能量均衡电路控制作用之间的冲突，提高系统的稳定性。2.根据权利要求1所述的带均衡的混合储能系统功率分配电路的控制方法，其特征在于，所述步骤1包括：多节电池以串联形式连接，其中组件个数为N，且N大于等于2，电池组和超级电容(SC)分别连接到与之相对应的双向变换器，所述双向变换器连接控制器，所述电池组、超级电容与双向变换器和控制器之间一一对应，所述电池组和超级电容经对应的双向变换器后并联共用功率分配总线，且外部负载连接到功率分配总线上。3.根据权利要求2所述的一种带均衡的混合储能系统功率分配电路的控制方法，其特征在于，功率分配电路双向变换器包括：双向变换器实现能量的双向传输，可分为非隔离式和隔离式，所述非隔离式双向变换器包括Buck/Boost、Cuk变换器等；所述隔离式双向比那唤起包括Flyback、Forward、Half-Bridge、Push-Pull、Full-Bridge变换器；考虑到控制算法的复杂度、变换器能量效率等，在功率分配电路中采用Buck/Boost双向变换器。4.根据权利要求2所述的带均衡的混合储能系统功率分配电路的控制方法，其特征在于，电路参数和控制器参数设计包括：虚拟下垂控制是指设计电路参数和控制器参数，在电池组侧和超级电容侧分别形成虚拟电阻和虚拟电容阻抗，根据电阻和电容的频率特性不同，实现电流高频信号和低频信号的分离；根据工况要求，确定负载需求范围、功率分配总线电压，计算得到双向变换器电路的电感、电容值；使得电池组侧输出阻抗在频域下的表达式为：ZB(s)＝RB，RB是电池组侧形成的虚拟电阻值；超级电容侧输出阻抗在频域下的表达式为：CSC是超级电容侧形成的虚拟电容值；均衡电路总系统输出阻抗在频域下的表达式为：5.根据权利要求1所述的带均衡的混合储能系统功率分配电路的控制方法，其特征在于，所述步骤2包括：电池组包含N节电池，每节电池连接与之相对应的双向变换器，所述双向变换器连接控制器，同样，超级电容连接与之相应的双向变换器，所述双向变换器连接控制器，所述各节电池、超级电容、双向变换器、控制器之间一一对应，所述N节电池和超级电容经对应的双向变换器后并联共用能量均衡总线。6.根据权利要求5所述的带均衡...
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