【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及直流微电网分布式储能系统，尤其涉及一种考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统控制策略。
技术介绍
1、在新能源大规模应用势在必行而其发电配电用电方式都亟待创新的背景下，微电网这一新型的新能源利用载体应运而生。与交流微电网相比较，直流微电网由于其不需要反复变电能形式，降低了相应的能量损耗，同时不需要考虑频率，所以有关直流微电网的研究逐渐增加。由于分布式电源的输出功率具有随机性，因此需要配置分布式储能系统来保障直流微电网的功率平衡。当多个储能单元并联使用时，不同容量的储能的单元其荷电状态(state-of-charge，soc)不同将会导致部分储能单元过度放电或深度充电，缩短储能单元使用寿命。而且在直流微电网中，线路阻抗的存在将会导致传统下垂控制无法按照下垂增益精确分配电流负荷，同时还会造成母线电压的跌落。因此需要检测出线路阻抗的信息，再通过储能单元自身的soc调节其输出电流，保证储能单元的输出电流按容量成比例精确分配、soc均衡和将母线电压维持在额定电压。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的缺陷和不足，本专利技术目的在于提供一种考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统控制策略。
2、本专利技术具体采用以下技术方案：
3、首先提供一种考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统控制策略，包括以下步骤：
4、1)在每个采样周期的起始点，对直流侧电感电流ili、直流侧输出电流ii、直流侧输出电压ui、各储能单元的荷电状态soci分别进行采样
5、2)采用一致性算法得到各储能单元的荷电状态n次方的平均值socavg和状态因子平均值εavg；
6、3)将储能系统的荷电状态n次方的平均值socavg和储能单元的荷电状态n次方socin相减，得到的结果乘以加速系数λ，得到中间系数x，再将中间系数x取反正切函数arctan，乘以再乘以储能单元的最高额定容量cmax和储能单元的额定容量cbati的比值，得到的结果为soc调节系数ei，soc调节系数ei的表达式为：
7、
8、4)将直流侧输出电流ii除以储能单元的最大额定电流imax，得到的结果除以电流增益b，再乘以soc调节系数ei，得到过程系数a，系数1减去过程系数a得到均流影响因子si；
9、5)将直流侧输出电流ii和直流侧输出电压ui经过快速傅里叶变换分别得到高频纹波电流ifi和高频纹波电压ufi，将高频纹波电压ufi除以高频纹波电流ifi得到线路阻抗rlinei，将线路阻抗rlinei乘以直流侧输出电流ii得到阻抗因子q，阻抗因子q再加上直流侧输出电压参考值u*得到阻抗调节系数mi，阻抗调节系数mi的表达式为：
10、mi＝u*+rlineiii
11、6)将均流影响因子si乘以直流侧输出电压ui得到状态因子εi，将状态因子平均值εavg除以均流影响因子si得电压系数z，再将阻抗调节系数mi减去电压系数z，经过积分环节得到电压补偿量δui；
12、7)将高频额定频率f*通过一个积分系数为2π的积分器得到相角θk，将相角θk取正弦函数sin，再乘以幅值b得到注入交流电压δui，注入交流电压δui的表达式为：
13、δui＝bsinθk
14、将电压补偿量δui和直流侧输出电压参考值u*相加，再减去直流侧输出电压ui，再加上注入交流电压δui后经过电压外环pi控制器gc(s)得到直流侧参考电流irefi，将其与本地储能单元直流侧电感电流ili相减后经过电流内环pi控制器go(s)得到驱动电压usi，驱动电压usi再与三角载波比较得到调制信号。
15、进一步地，步骤3)中加速系数λ的取值范围为0.1<λ<1。
16、步骤4)中电流增益b的取值范围为1<b<10。
17、步骤7)中幅值b的取值范围为1<b<10。
18、以及，一种考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统的控制系统，包括：
19、一致性控制模块、soc均衡模块、电流均流模块、线路阻抗检测模块、注入交流信号模块、电压补偿模块和电压电流双环控制模块。
20、通过一致性控制模块，依据各储能单元与其相邻的通信节点交换信息，获取储能系统的soc平均值，以消除对全局通信的依赖；通过soc均衡模块和电流均流模块，以实现不同容量储能单元的soc均衡及输出电流按储能单元的容量分配；通过注入交流信号模块和线路阻抗检测模块以检测获得不匹配线路阻抗的数值，并通过电压补偿模块以避免因线路阻抗引起的母线电压偏差，将母线电压维持在额定值。
21、进一步地，在每个采样周期的起始点，对直流侧电感电流ili、直流侧输出电流ii、直流侧输出电压ui、各储能单元的荷电状态soci分别进行采样；
22、在所述一致性控制模块中，采用一致性算法得到各储能单元的荷电状态n次方的平均值socavg和状态因子平均值εavg；
23、在所述soc均衡模块中，将储能系统的荷电状态n次方的平均值socavg和储能单元的荷电状态n次方socin相减，得到的结果乘以加速系数λ，得到中间系数x，将中间系数x取反正切函数arctan，乘以再乘以储能单元的最高额定容量cmax和储能单元的额定容量cbati的比值，得到的结果为soc调节系数ei，soc调节系数ei的表达式为：
24、
25、在所述电流均流模块中，将直流侧输出电流ii除以储能单元的最大额定电流imax，得到的结果除以电流增益b，再乘以soc调节系数ei，得到过程系数a，系数1减去过程系数a得到均流影响因子si；
26、在所述线路阻抗检测模块中，将直流侧输出电流ii和直流侧输出电压ui经过快速傅里叶变换分别得到高频纹波电流ifi和高频纹波电压ufi，将高频纹波电压ufi除以高频纹波电流ifi得到线路阻抗rlinei，将线路阻抗rlinei乘以直流侧输出电流ii得到阻抗因子q，阻抗因子q再加上直流侧输出电压参考值u*得到阻抗调节系数mi，阻抗调节系数mi的表达式为：
27、mi＝u*+rlineiii
28、在所述电压补偿模块中，将均流影响因子si乘以直流侧输出电压ui得到状态因子εi，将状态因子平均值εavg除以均流影响因子si得电压系数z，再将阻抗调节系数mi减去电压系数z，经过积分环节得到电压补偿量δui；
29、在所述注入交流电压模块中，将高频额定频率f*通过一个积分系数为2π的积分器得到相角θk，将相角θk取正弦函数sin，再乘以幅值b得到注入交流电压δui，注入交流电压δui的表达式为：
30、δui＝bsinθk
31、在所述电压电流双环控制模块中，将电压补偿量δui和直流侧输出电压参考值u*相加，再减去直流侧输出电压ui，再加上注入交流电压δui后经过电压外环pi控制器gc(s)得到直流侧参考电流irefi，将其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统控制策略，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统控制策略，其特征在于：步骤3)中加速系数λ的取值范围为0.1<λ<1。
3.根据权利要求1所述的考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统控制策略，其特征在于：步骤4)中电流增益b的取值范围为1<b<10。
4.根据权利要求1所述的考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统控制策略，其特征在于：步骤7)中幅值B的取值范围为1<B<10。
5.一种考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统的控制系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统的控制系统，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统控制策略，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统控制策略，其特征在于：步骤3)中加速系数λ的取值范围为0.1<λ<1。
3.根据权利要求1所述的考虑不匹配线路阻抗的无下垂分布式储能系统控制策略，其特征在于：步骤4)中电流增益b的取值范围为...
【专利技术属性】
技术研发人员：范元亮，李泽文，吴涵，李凌斐，林建利，陈伟铭，黄兴华，孙龙一，罗栋涛，杨苓，陈思哲，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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