【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微网混合储能系统控制，尤其涉及一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法。
技术介绍
1、微电网可将新能源发电、储能系统和可控负荷等分布式资源有效整合并连接到电网。由于大多数分布式发电和储能具有直流形式，同时直流系统不存在相位、谐波和无功问题，近年来直流微电网的研究逐渐升温。为了克服新能源发电的缺陷，储能系统发挥着移峰填谷、备用电源、电能质量治理和消纳新能源发电等重要作用。
2、微电网中的储能系统既需满足日常容量需求，又需满足紧急功率输送时对瞬时尖峰功率的需求，使用单一储能介质系统将导致额外投资，而使用由多种储能介质组成的混合储能系统(hybr id energy storage system，hess)，短时功率压力可被功率型储能元件释放，能量型储能元件则可保证容量需求，有效降低了建设成本。
3、由于新能源发电在空间上具有分散性，储能系统一般分布式接入直流母线，为了满足整个微电网的用电需求，需要合理地分配它们的功率输出。目前分布式储能系统的功率分配一般基于下垂控制。各个储能单元在工作过程中，其荷电状态(state of charge，soc)也在实时变化。为防止部分soc较低的储能单元过早退出运行，须对功率分配进行动态调整，使系统内soc趋于一致。考虑到混合储能系统(hess)，还需根据不同类型储能元件的工作情况，评估其等效soc，为此我们提出了一种一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法。
技术实现思路
1、有鉴于
2、基于上述目的，本专利技术提供了一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，包括以下步骤：
3、s1、以直流微电网中含混合储能系统的分布式储能系统为研究对象，针对储能单元配置和工况的非对称性，考虑其工作模式提出参数评估方法和分层控制策略；
4、s2、分布式储能系统分层控制策略分为控制策略下层和控制策略上层；
5、s3、所述控制策略下层基于混合储能系统的参数评估方法，利用动态下垂控制对输出功率进行一次分配；
6、s4、所述混合储能系统的参数评估方法分为混合储能系统的工作模式和混合储能系统的最大输出功率评估以及混合储能系统的等效soc评估；
7、s5、在所述控制策略下层动态下垂控制的基础上，在控制策略上层加入事件触发一致性控制进行输出功率的二次调整，以减小soc差异，既能保持下垂控制自主功率分配的优点，又能在工作过程中对功率分配进行动态优化。
8、优选的，在s4中，所述混合储能系统的工作模式分为如下三种：
9、s4.1、模式1：能量型工作模式，当给定负荷功率pref较低且功率波动较小时，能量型储能元件独立地为负荷提供功率，同时，可向功率型储能元件提供部分功率以维持soc，该模式下的输出能力与soc均由能量型元件决定；
10、s4.2、模式2：混合型工作模式，当pref较高或存在高频功率波动时，功率型元件投入工作，以应对功率缺额或平抑高频功率波动，对于直流母线并联型的hess而言，可根据控制需求对输出功率进行分解后在蓄电池与超级电容之间继续分配，假设在hess内功率分配已由相关算法确定，在一段时间内保持恒定，定义蓄电池与超级电容的负荷功率分配比例为α：
11、
12、其中，pc为超级电容输出功率；pb为蓄电池输出功率；
13、s4.3、模式3：回馈型工作模式，当pref＜0时，此时储能元件吸收负载或电网回馈的电能，包括功率型元件单独吸收回馈电能或两种元件同时吸收回馈电能等情况，前者适合于瞬时功率尖峰的吸收，后者用于对蓄电池进行充电。
14、优选的，在混合型及回馈型工作模式下，hess的功率输出能力与soc由能量型元件与功率型元件以及分配比例决定，因此，需要实现多工作模式下的hess最大输出能力及等效soc的评估，从而对分布式储能单元之间的功率进行合理分配。
15、优选的，在s4中，所述混合储能系统的最大输出功率评估分为如下两种：
16、s4.4、对于蓄电池，通常以放电倍率(最大放电电流与蓄电池容量之比)表示其最大放电能力蓄电池储能系统的最大输出功率pb,max可定义为：
17、
18、其中：nb为系统中蓄电池数量；xbv，ebv，ubv分别为；系统中第v个蓄电池的放电倍率、容量、工作电压；
19、s4.5、对于超级电容，通常以最大放电电流表示其最大放电能力，超级电容储能系统的最大输出功率pc,max可定义为：
20、
21、其中：nc为系统中超级电容数量；icω,max和ucω分别为系统中第w个超级电容的最大放电电流和工作电压；
22、由于蓄电池与超级电容工作过程中端电压处于变化状态，ubv与ucω可取平均工作电压进行一般估计，或取每个控制周期的采样电压进行精确估计。
23、优选的，结合hess三种工作模式的特点，对hess的最大输出功率ph,max进行评估的方法如下：
24、s4.6、hess处于模式1时，仅有蓄电池对外输出功率，最大输出功率即为蓄电池最大输出功率为：
25、ph,max＝pb,max
26、s4.7、hess处于模式2时，蓄电池与超级电容共同承担对外输出功率，并按照比例分配，由于2种储能元件的功率分配比例与实际最大输出功率之比之间存在差异，最大输出功率为：
27、
28、s4.8、hess处于模式3时，根据其具体参与充电的能量元件，可按照前式的定义，获得值为负的最大吸收功率。
29、优选的，所述混合储能系统的等效soc评估分为三种，hess在不同工作模式下时，功率输出过程中占主导地位的储能元件不同，因此，不能直接将不同储能元件的soc直接叠加获取hess的等效soc；
30、s4.9、hess处于模式1时，仅有蓄电池对外输出功率，因此，以sb表征当前hess的等效soc，用sh表示为：
31、sh＝sb
32、s4.10、hess处于模式2时，蓄电池与超级电容同时对外输出功率。因此，综合考虑hess发电机组各储能组件的运行状况，当前hess的等效soc为：
33、
34、其中，下标“*”代表锂电池或超级电容器，s*代表储能元件荷电状态，c*代表额定储能容量；
35、s4.11、hess处于模式3时，根据其具体参与充电的能量元件，可按照前式的定义计算等效soc。
36、优选的，其中对于蓄电池与超级电容单体而言，soc的定义均为当前剩余容量与额定本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，在S4中，所述混合储能系统的工作模式分为如下三种：
3.根据权利要求2所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，在混合型及回馈型工作模式下，HESS的功率输出能力与SOC由能量型元件与功率型元件以及分配比例决定，因此，需要实现多工作模式下的HESS最大输出能力及等效SOC的评估，从而对分布式储能单元之间的功率进行合理分配。
4.根据权利要求3所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，在S4中，所述混合储能系统的最大输出功率评估分为如下两种：
5.根据权利要求4所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，结合HESS三种工作模式的特点，对HESS的最大输出功率PH,max进行评估的方法如下：
6.根据权利要求4所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能
7.根据权利要求6所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，其中对于蓄电池与超级电容单体而言，SOC的定义均为当前剩余容量与额定容量之比，可由安时积分法或开路电压法等方法求得，当获得单体SOC后，HESS中2类储能元件的系统SOC可以定义为：
8.根据权利要求1所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，在S3中，所述动态下垂控制分为两种，对于单一储能单元的下垂系数可由下式得到：
9.根据权利要求1所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，在S5中，提出一个依赖于间歇通信的事件触发预估状态反馈一致性控制器，可表示为：
10.根据权利要求9所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，各储能单元本地控制器获得后，根据xi(t)与生成电流修正量Idei，其基本原理是：若则说明在一致性控制过程中需增大状态变量，因此在下一时刻需减小输出电流，Idei应为负；反之，需增大输出电流，Idei应为正；Idei的大小还应与等效SOC差异大小正相关；考虑到需保持系统整体对外输出功率不变，加入下垂系数作为因子，构造Idei计算公式如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，在s4中，所述混合储能系统的工作模式分为如下三种：
3.根据权利要求2所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，在混合型及回馈型工作模式下，hess的功率输出能力与soc由能量型元件与功率型元件以及分配比例决定，因此，需要实现多工作模式下的hess最大输出能力及等效soc的评估，从而对分布式储能单元之间的功率进行合理分配。
4.根据权利要求3所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，在s4中，所述混合储能系统的最大输出功率评估分为如下两种：
5.根据权利要求4所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，结合hess三种工作模式的特点，对hess的最大输出功率ph,max进行评估的方法如下：
6.根据权利要求4所述的一种基于事件触发一致性的直流微电网储能系统功率分配方法，其特征在于，所述混合储能系统的等效soc评估分为三种，hess在不同工作模式下时，功率输出过程中占主导地位的储能元件不同，因此，不能直接将不同...
【专利技术属性】
技术研发人员：葛愿，昌婷婷，余诺，汪石农，程凡永，高文根，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：
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