一种混合储能电源功率分配方法组成比例

本发明专利技术提供了一种混合储能电源功率分配方法，包括：实时获取超级电容器的荷电状态及负载需求功率；判断负载需求功率是否在超级电容器的最大输出功率和最小输出功率之间；若是，计算超级电容器的荷电状态与荷电状态最大值的荷电比值，作为功率在线调节因子；根据功率在线调节因子及储能系统的负载需求功率确定超级电容器的实际输出功率；根据储能系统的负载需求功率和超级电容器的输出功率确定蓄电池的需求输出功率；判断需求输出功率是否在蓄电池的最大输出功率和最小输出功率之间；若是，将其作为蓄电池的实际输出功率控制蓄电池进行功率输出。其充分发挥了混合电源中蓄电池和超级电容器的优势，满足负载对高能量密度和高功率密度双重需求。高功率密度双重需求。高功率密度双重需求。

【技术实现步骤摘要】
一种混合储能电源功率分配方法


[0001]本专利技术涉及控制
，尤其涉及一种混合储能电源功率分配方法。

技术介绍

[0002]在各种储能系统中，循环寿命是蓄电池的一个重要参数，蓄电池在失去其额定容量的20％之后需要更换新电池，这使得储能系统的成本变得更加昂贵。混合储能电源作为蓄电池与超级电容器的结合体，是目前电网、电动汽车、脉冲电源等领域常用的储能系统。使用混合储能电源的一个主要优点是利用超级电容器的高功率密度来缓和蓄电池的电流冲击应力，进而延长其循环寿命。蓄电池和超级电容器之间的功率分配控制是混合储能电源领域的难点问题，它直接决定了混合储能电源的性能发挥。
[0003]常见的功率分配控制方法包括逻辑门限值控制、模糊逻辑控制和滤波控制等等，其中，逻辑门限值控制和模糊逻辑控制都是基于规则的控制方法，只是模糊逻辑控制中的门限值被模糊化了，这两种控制方法的控制思想大致相同，规则集也基本类似，控制规则比较固定，不能及时在线调整。而对于滤波控制基本上都是以控制超级电容器的电压和电流来对蓄电池和超级电容器进行功率分配，不能很好地适应工况的变化。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种混合储能电源功率分配方法，其充分发挥了混合电源中蓄电池和超级电容器的优势，满足负载对高能量密度和高功率密度双重需求。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]一种混合储能电源功率分配方法，应用于基于混合储能电源的储能系统，所述混合储能电源中包括用于提供能量的蓄电池及用于提供功率的超级电容器，所述功率分配方法包括：
[0007]S1实时获取超级电容器的荷电状态，及储能系统在运行过程中的负载需求功率；
[0008]S2判断所述负载需求功率是否在超级电容器的最大输出功率和最小输出功率之间，其中，最大输出功率表示荷电状态SOC
SC
＝1时超级电容器的满电功率；最小输出功率表示荷电状态为预设下限值时超级电容器的功率值；
[0009]S3若是，计算所述超级电容器的荷电状态与荷电状态最大值的荷电比值，作为功率在线调节因子；
[0010]S4根据所述功率在线调节因子及储能系统的负载需求功率确定超级电容器的实际输出功率P
SC
：
[0011]P
SC
＝P
req
×
γ
[0012][0013]其中，γ表示功率在线调节因子，P
req
表示储能系统的负载需求功率，SOC
SC
表示超级电容器的荷电状态；
[0014]S5根据所述储能系统的负载需求功率和超级电容器的输出功率确定蓄电池的需求输出功率P'
bat
：
[0015]P'
bat
＝P
req
‑
P
SC
[0016]S6判断所述需求输出功率P'
bat
是否在蓄电池的最大输出功率和最小输出功率之间，其中，最大输出功率表示荷电状态SOC
bat
＝1时蓄电池的满电功率；最小输出功率表示荷电状态为预设下限值时蓄电池的功率值；
[0017]S7若是，将其作为蓄电池的实际输出功率P
bat
控制蓄电池进行功率输出，完成对混合储能电源的功率分配。
[0018]本专利技术提供的混合储能电源功率分配方法，结合超级电容器高功率密度和蓄电池高能量密度的优势，实现两种电源之间功率的合理分配。在满足负载需求功率的前提下，充分发挥超级电容器的性能，从而延长蓄电池的循环寿命。在将配置有该混合储能电源功率分配方法的储能系统应用于电动汽车领域时，可进一步提升电动汽车的行驶里程。
附图说明
[0019]下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
[0020]图1为本专利技术混合储能电源功率分配方法流程示意图。
具体实施方式
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
[0022]本专利技术提供了一种混合储能电源功率分配方法，应用于基于混合储能电源的储能系统，混合储能电源中包括用于提供能量的蓄电池及用于提供功率的超级电容器，如图1所示，该功率分配方法包括：
[0023]S1实时获取超级电容器的荷电状态，及储能系统在运行过程中的负载需求功率。
[0024]超级电容器的荷电状态(State of charge，SOC)，可基于安时积分法计算得到，如式(1)：
[0025][0026]其中，I
SC
表示超级电容器的电流，C
SC
表示超级电容器的容量，T表示混合储能电源的工作周期，SOC
SC0
表示前一周期超级电容器的荷电状态。
[0027]S2判断负载需求功率是否在超级电容器的最大输出功率和最小输出功率之间，其中，最大输出功率表示荷电状态SOC
SC
＝1时超级电容器的满电功率；最小输出功率表示荷电状态为预设下限值时超级电容器的功率值；
[0028]S3若是，计算超级电容器的荷电状态与荷电状态最大值的荷电比值，作为功率在
线调节因子；
[0029]S4根据功率在线调节因子及储能系统的负载需求功率确定超级电容器的实际输出功率P
SC
，如式(2)和(3)：
[0030]P
SC
＝P
req
×
γ
ꢀꢀ
(2)
[0031][0032]其中，γ表示功率在线调节因子，P
req
表示储能系统的负载需求功率，SOC
SC
表示超级电容器的荷电状态；
[0033]S5根据储能系统的负载需求功率和超级电容器的输出功率确定蓄电池的需求输出功率P'
bat
，如式(4)：
[0034]P'
bat
＝P
req
‑
P
SC
＝(1
‑
γ)P
req
ꢀꢀ
(4)
[0035]S6判断需求输出功率P'
bat
是否在蓄电池的最大输出功率和最小输出功率之间，其中，最大输出功率表示荷电状态SOC
bat
＝1时蓄电池的满电功率；最小输出功率表示荷电状态为预设下限值时蓄电池的功率值；
[0036]S7若是，将其作为蓄电池的实际输出功率P
bat
控制蓄电池进行功率输出，完成对混合储能电源的功率分配。
[0037]在上述混合储能电源功率分配方法中，步骤S2中判断负本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合储能电源功率分配方法，其特征在于，应用于基于混合储能电源的储能系统，所述混合储能电源中包括用于提供能量的蓄电池及用于提供功率的超级电容器，所述功率分配方法包括：S1实时获取超级电容器的荷电状态，及储能系统在运行过程中的负载需求功率；S2判断所述负载需求功率是否在超级电容器的最大输出功率和最小输出功率之间，其中，最大输出功率表示荷电状态SOC
SC
＝1时超级电容器的满电功率；最小输出功率表示荷电状态为预设下限值时超级电容器的功率值；S3若是，计算所述超级电容器的荷电状态与荷电状态最大值的荷电比值，作为功率在线调节因子；S4根据所述功率在线调节因子及储能系统的负载需求功率确定超级电容器的实际输出功率P
SC
：P
SC
＝P
req
×
γ其中，γ表示功率在线调节因子，P
req
表示储能系统的负载需求功率，SOC
SC
表示超级电容器的荷电状态；S5根据所述储能系统的负载需求功率和超级电容器的输出功率确定蓄电池的需求输出功率P
′
bat
：P
′
bat
＝P
req
‑
P
SC
S6判断所述需求输出功率P
′
bat
是否在蓄电池的最大输出功率和最小输出功率之间，其中，最大输出功率表示荷电状态SOC
bat
＝1时蓄电池的满电功率；最小输出功率表示荷电状态为预设下限值时蓄电池的功率值；S7若是，将其作为蓄电池的实际输出功率P
bat
控制蓄电池进行功率输出，完成对混合储能电源的功率分配。2.如权利要求1所述的混合储能电源功率分配方法，其特征在于，在步骤S2中，若判断负载需求功率大于超级电容器的最大输出功率，则将最大输出功率作为实际输出功率，控制超级电容器进行功率输出；若判断负载需求功率小于超级电容器的最小输出功率，则控制超级电容器不进行功率输出。3.如权利要求1或2所述的混合储能电源功率分配方法，其特征在于，超级电容器的最小输出功率表示荷电状态SOC
SC
‑
min
＝20％时超级电容器的功率值P
SC
‑
min
：P
SC
‑
min
＝I
SC
‑
min
×
U
SC
U
SC
＝V
SC
‑
R
SC
×
I
SC
‑
rate
其中，I
SC
‑
min
表示超级电容器的最小电流，U
SC
表示超级电容器的端电压，V
SC
表示超级电容器的开路电压，R
SC
表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琪，张宏，刘晓杰，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：