【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电源管理，具体涉及一种复合电源系统多场景协调运行控制方法。
技术介绍
1、燃料电池是一种把化学能直接转化为电能的装置，由于避免了现有的热机发电过程的热功转换过程，从根本上突破了卡诺循环的热机效率限制。质子交换膜燃料电池被认为是未来最有前景的动力装置之一，它可将氢气和氧气中的化学能直接转换为电能，具有零污染、高功率密度、低操作温度、快速反应等优点，在汽车、潜艇、无人机、航空航天等领域被广泛应用。应用于应急电源，将在燃料电池的“安全使用、运维检修、效率优化”等方面形成新的探索领域，是保电领域实现“深度脱碳”的重要路径。传统柴油或锂电池应急电力车缺陷明显，从经济角度、环保角度和效率角度考虑，使用氢能燃料电池具有无污染、能量密度高，零碳排放等问题，对电力系统“节能降耗”指标具有积极意义。
2、然而，传统的氢燃料电池+动力锂电池复合电源系统通常工作于稳定状态，动态响应慢，有较大时滞性，在需求工况变化时，无法快速输出所需功率，影响整个混合动力系统的性能与效率。
技术实现思路
1、本专利技术主要是为了解决传统的复合电源系统动态响应慢，有较大时滞性，在需求工况变化时，无法快速输出所需功率的问题，提供了一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，通过制定复合电源系统多场景协调运行控制策略，合理协调氢燃料电池和动力锂电池的电力输出，以应对负载需求变化及使用条件的变化，从而满足多种场景需求，实现高质量、高效率电力输出，使氢燃料电池在不同运行工况下平稳运行，并能有效提高燃料使用效率，
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
3、一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，包括以下步骤：
4、步骤s1：获取交流负载的需求功率和动力锂电池的当前荷电状态；
5、步骤s2：基于交流负载的需求功率和动力锂电池的当前荷电状态，利用多场景自适应控制算法计算氢燃料电池的目标输出功率；
6、步骤s3：基于氢燃料电池的目标输出功率，调整氢燃料电池的实际输出功率。
7、本专利技术提供了一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，通过制定复合电源系统多场景协调运行控制策略，合理协调氢燃料电池和动力锂电池的电力输出，以应对负载需求变化及使用条件的变化，从而满足多种场景需求，实现高质量、高效率电力输出，使氢燃料电池在不同运行工况下平稳运行，并能有效提高燃料使用效率，延长氢燃料电池寿命及工作效率，显著提高复合电源系统经济性。
8、作为优选，步骤s1中，通过检测交流负载连接的交流回路的电流获取交流负载的需求功率。
9、作为优选，步骤s1中，检测交流负载电流的变化，基于交流负载电流的变化控制动力锂电池电流，基于动力锂电池电流得到动力锂电池当前荷电状态。
10、作为优选，所述基于交流负载电流的变化控制动力锂电池电流的具体过程为：
11、当交流负载电流增大时，增大动力锂电池的输出电流，从而增大动力锂电池的输出功率，动力锂电池增大的输出功率补充交流负载电流增大产生的瞬时功率；
12、当交流负载电流减小时，减小动力锂电池的输出电流，从而减小动力锂电池的输出功率，动力锂电池减小的输出功率响应交流负载电流减小产生的瞬时功率变化。
13、本专利技术结合交流负载变化的特点，利用动力锂电池平衡负载变化，通过设置的动力锂电池增加氢燃料电池负载变化的延时时间，从而达到避免氢燃料电池频繁变载，既响应交流负载变化，又提高氢燃料电池寿命的目的。
14、作为优选，步骤s2中，所述多场景自适应控制算法为变权重参数控制算法，通过变权重参数控制，计算氢燃料电池的目标输出功率。
15、作为优选，步骤s2的具体过程，包括以下步骤：
16、步骤s21：基于动力锂电池的实际荷电状态变化率，对应调整复合电源系统氢燃料电池+动力锂电池双动力模式下动力锂电池的权重参数；
17、步骤s22：基于所述动力锂电池的权重参数、所述动力锂电池的当前荷电状态以及所述交流负载的需求功率，计算所述氢燃料电池的目标输出功率。
18、本专利技术通过权重系数控制，计算燃料电池电堆目标输出功率，同时结合交流负载需求设定不同电源管理策略，使得复合电源系统在满足交流负载稳定运行的前提下，能够使氢燃料电池在不同运行工况下平稳运行，并能有效提高燃料使用效率，延长氢燃料电池寿命及工作效率，提高复合电源系统经济性。
19、作为优选，步骤s21的具体过程，包括以下步骤：
20、步骤s211：判断所述动力锂电池的实际荷电状态变化率与设定最大荷电状态变化率和设定最小荷电状态变化率的大小关系；
21、步骤s212：若所述实际荷电状态变化率小于所述设定最小荷电状态变化率，则相应减小动力锂电池的荷电状态权重参数；若所述实际荷电状态变化率大于所述设定最大荷电状态变化率，则相应增加动力锂电池的荷电状态权重参数；若所述实际荷电状态变化率大于所述设定最小荷电状态变化率且小于所述设定最大荷电状态变化率，则维持动力锂电池实际荷电状态权重参数。
22、作为优选，还包括：
23、步骤a1：设定动力锂电池的最大保护荷电状态和最小保护荷电状态，并比较动力锂电池的当前荷电状态与所述最大保护荷电状态和所述最小保护荷电状态的大小关系；
24、步骤a2：当动力锂电池当前荷电状态低于所述最小保护荷电状态时，控制氢燃料电池以最大效率输出功率向动力锂电池充电，直至动力锂电池当前荷电状态大于所述最小保护荷电状态；当动力锂电池当前荷电状态高于所述最大保护荷电状态时，控制动力锂电池单独输出功率，直至动力锂电池当前荷电状态小于所述最大保护荷电状态；当动力锂电池当前荷电状态大于所述最小保护荷电状态且小于所述最大保护荷电状态，则在经过设定氢燃料电池启动时间后，以氢燃料电池最小保护输出功率进行输出。
25、在负载需求变化时，复合电源需要快速响应，调整运行工况以满足负载需求，同时要保证氢燃料电池高效运行并避免锂电池soc过高或过低。因此本专利技术对氢燃料电池及锂电池聚成的复合电源系统的能量管理控制进行研究，根据当前需求电力、市电并离等条件，合理控制两种能量源工作状态，要求在负载需求变化时，使用锂电池进行缓冲，并通过锂电池快速响应满足需求，避免氢燃料电池运行工况变化过大，实现高质量、高效率电力输出。
26、因此，本专利技术的优点是：通过制定复合电源系统多场景协调运行控制策略，合理协调氢燃料电池和动力锂电池的电力输出，以应对负载需求变化及使用条件的变化，从而满足多种场景需求，实现高质量、高效率电力输出，使氢燃料电池在不同运行工况下平稳运行，并能有效提高燃料使用效率，延长氢燃料电池寿命及工作效率，显著提高复合电源系统经济性。
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1.一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，其特征在于，步骤S1中，通过检测交流负载连接的交流回路的电流获取交流负载的需求功率。
3.根据权利要求1所述的一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，其特征在于，步骤S1中，检测交流负载电流的变化，基于交流负载电流的变化控制动力锂电池电流，基于动力锂电池电流得到动力锂电池当前荷电状态。
4.根据权利要求3所述的一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，其特征在于，所述基于交流负载电流的变化控制动力锂电池电流的具体过程为：
5.根据权利要求1所述的一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述多场景自适应控制算法为变权重参数控制算法，通过变权重参数控制，计算氢燃料电池的目标输出功率。
6.根据权利要求5所述的一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，其特征在于，步骤S2的具体过程，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，
8.根据权利要求1所述的一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，其特征在于，步骤s1中，通过检测交流负载连接的交流回路的电流获取交流负载的需求功率。
3.根据权利要求1所述的一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，其特征在于，步骤s1中，检测交流负载电流的变化，基于交流负载电流的变化控制动力锂电池电流，基于动力锂电池电流得到动力锂电池当前荷电状态。
4.根据权利要求3所述的一种复合电源系统多场景协调运行控制方法，其特征在于，所述基于交流负载电流的变化控制动力...
【专利技术属性】
技术研发人员：张冲标，陆伟，钱伟杰，刘维亮，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司嘉善县供电公司，
类型：发明
国别省市：
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