【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分布式发电供能，尤其涉及一种基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法和系统。
技术介绍
1、随着可再生能源的发展，微电网得到了广泛的应用。微电网作为一种集中区域分布式能源与负荷于一体的小型电力系统，以其灵活的运行方式和可控性成为可再生能源大规模开发利用的解决方案之一。与交流微电网相比，直流微电网减少了变流器设备和功率转换环节，不存在交流微电网的相同步、无功流、谐波等问题。直流微电网易于控制，因而受到广泛关注。由于可再生能源之间的差距和负荷波动的不确定性，需要储能电池来维持正常电压水平下功率的实时平衡。为了满足相应变换器的功率水平，保证储能系统的安全可靠，需要配置多个储能单元作为储能系统。但由于储能电池的不同，以及充放电时功率分配不均匀，储能电池的荷电状态不同，对整个直流微电网系统的稳定性有一定影响。因此，需要对每个储能单元变换器进行协调控制，从而实现能量在储能单元之间的均衡分配。
2、分布式控制是解决集中和分散方法在能源管理系统实施中的局限性的有效解决方案。基于分布式控制的一致性算法使系统仅基于本地信息和稀疏通信网络上的邻居对邻居通信来追求共同的控制目标。近年来，基于一致性的分布式控制算法已应用于电力系统的减负荷决策、经济调度问题、电压频率调节等。这些研究主要集中在微电网的功率或电压控制方面，很少考虑储能荷电状态(soc)平衡的相关问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法和系
2、第一方面，本专利技术提供一种基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法，包括：
3、在多个储能单元的分布式直流微电网中引入参考节点，以使每个储能单元的荷电状态接近参考节点的荷电状态；
4、根据参考节点的荷电状态确定目标储能单元的荷电状态；
5、根据目标储能单元的荷电状态构建目标储能单元的状态变量，以对多个储能单元之间的不均衡功率进行实时分配；
6、根据目标储能单元的状态变量将目标储能单元的输出功率与目标储能单元的荷电状态成比例分配。
7、进一步地，所述在多个储能单元的分布式直流微电网中引入参考节点，以使每个储能单元的荷电状态接近参考节点的荷电状态，包括：
8、构建恒定一致性参考状态表达式：
9、
10、其中，为第i个储能单元的荷电状态xi拉氏变换后的状态量；n为分布式直流微电网中储能单元的总数；aij为第i个储能单元和第j个储能单元的邻接矩阵系数；xj为第j个储能单元的荷电状态；ai(n+1)为第i个储能单元和参考节点的邻接矩阵系数；xr为参考节点的荷电状态。
11、进一步地，所述根据参考节点的荷电状态确定目标储能单元的荷电状态，包括：
12、根据以下公式计算目标储能单元的荷电状态：
13、
14、其中，soci为第i个储能单元的荷电状态；soci(t0)为初始时刻第i个储能单元的荷电状态；cni为第i个储能单元的标称容量；ibati为第i个储能单元的电池电流；t为总时间。
15、进一步地，所述根据目标储能单元的荷电状态构建目标储能单元的状态变量，以对多个储能单元之间的不均衡功率进行实时分配，包括：
16、构建目标储能单元的状态变量表达式：
17、
18、
19、其中，xi为第i个储能单元的状态变量；pbsui为第i个储能单元的输出功率；soci为第i个储能单元的荷电状态；socli为第i个储能单元的荷电状态下限；sochi为第i个储能单元的荷电状态上限；cni为第i个储能单元的标称容量；f(soci)为第i个储能单元的中间变量。
20、进一步地，所述根据目标储能单元的状态变量将目标储能单元的输出功率与目标储能单元的荷电状态成比例分配，包括：
21、构建目标储能单元的平均母线电压表达式：
22、
23、
24、
25、
26、其中，vavgi为第i个储能单元的平均母线电压；vavgj为第j个储能单元的平均母线电压；vdci为第i个储能单元的实际直流母线电压；n为分布式直流微电网中储能单元的总数；aij为第i个储能单元和第j个储能单元的邻接矩阵系数；为次级控制修改的母线基准电压；ri为下垂系数；idci为第i个储能单元的实际直流母线电流；vref为母线电压额定值；δvui为电压校正项；δvpi为功率校正项；pbsui为第i个储能单元的输出功率；
27、构建pi控制器的传递函数hx(s)表达式：
28、
29、其中，kix为pi控制器的积分增益；s为拉普拉斯变换中的复变量；
30、根据pi控制器的传递函数hx(s)和目标储能单元的平均母线电压构建功率校正项和电压校正项的表达式：
31、
32、δvui＝kpv(vref-vavgi)+kiv∫(vref-vavgi)；
33、其中，kpv为比例系数；kiv为微分系数；
34、根据功率校正项和电压校正项构建第i个储能单元的平均母线电流表达式：
35、
36、构建第i个储能单元的荷电状态xi的微分表达式：
37、
38、其中，当第i个储能单元的功率超过储能单元的功率上限时，
39、
40、
41、其中，socmin为储能单元荷电状态的最小值；k为将第i个储能单元的输出功率低于预设功率对应的系数；为储能单元的输出功率下限和额定功率之间的差值；为所有储能单元的平均荷电状态。
42、第二方面，本专利技术提供一种基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制系统，包括：
43、节点引入模块，用于在多个储能单元的分布式直流微电网中引入参考节点，以使每个储能单元的荷电状态接近参考节点的荷电状态；
44、荷电状态确定模块，用于根据参考节点的荷电状态确定目标储能单元的荷电状态；
45、构建模块，用于根据目标储能单元的荷电状态构建目标储能单元的状态变量，以对多个储能单元之间的不均衡功率进行实时分配；
46、分配模块，用于根据目标储能单元的状态变量将目标储能单元的输出功率与目标储能单元的荷电状态成比例分配。
47、进一步地，所述节点引入模块包括：
48、第一构建单元，用于构建恒定一致性参考状态表达式：
49、
50、其中，为第i个储能单元的荷电状态xi拉氏变换后的状态量；n为分布式直流微电网中储能单元的总数；aij为第i个储能单元和第j个储能单元的邻接矩阵系数；xj为第j个储能单元的荷电状态；ai(n+1)为第i个储能单元和参考节点的邻接矩阵系数；xr为参考节点的荷电状态。
51、进一步地，所述荷电状态确定模块包括：
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1.一种基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法，其特征在于，所述在多个储能单元的分布式直流微电网中引入参考节点，以使每个储能单元的荷电状态接近参考节点的荷电状态，包括：
3.根据权利要求1所述的基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法，其特征在于，所述根据参考节点的荷电状态确定目标储能单元的荷电状态，包括：
4.根据权利要求1所述的基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法，其特征在于，所述根据目标储能单元的荷电状态构建目标储能单元的状态变量，以对多个储能单元之间的不均衡功率进行实时分配，包括：
5.根据权利要求4所述的基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法，其特征在于，所述根据目标储能单元的状态变量将目标储能单元的输出功率与目标储能单元的荷电状态成比例分配，包括：
6.一种基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的基于一致性算法的
8.根据权利要求6所述的基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制系统，其特征在于，所述荷电状态确定模块包括：
9.根据权利要求6所述的基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制系统，其特征在于，所述构建模块包括：
10.根据权利要求9所述的基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制系统，其特征在于，所述分配模块包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法，其特征在于，所述在多个储能单元的分布式直流微电网中引入参考节点，以使每个储能单元的荷电状态接近参考节点的荷电状态，包括：
3.根据权利要求1所述的基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法，其特征在于，所述根据参考节点的荷电状态确定目标储能单元的荷电状态，包括：
4.根据权利要求1所述的基于一致性算法的电力系统储能单元荷电状态控制方法，其特征在于，所述根据目标储能单元的荷电状态构建目标储能单元的状态变量，以对多个储能单元之间的不均衡功率进行实时分配，包括：
5.根据权利要求4所述的基于一致性算法的电力系...
【专利技术属性】
技术研发人员：屠立忠，成彦甫，洪岑岑，李涛，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：
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