System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种低压微网分布式储能系统SOC均衡方法技术方案_技高网

一种低压微网分布式储能系统SOC均衡方法技术方案

技术编号:41746007 阅读:22 留言:0更新日期:2024-06-21 21:32
本发明专利技术公开了一种低压微网分布式储能系统SOC均衡方法,包括以下步骤:在逆变器并联控制模块中增加每个分布式储能单元对应的动态虚拟复阻抗,所述动态虚拟复阻抗中的虚拟负电感用于抵消每个分布式储能单元对应的输出阻抗中的感性成分,所述动态虚拟复阻抗中的虚拟电阻用于平衡所述输出阻抗的差异;计算每个分布式储能单元的SOC状态均值,根据每个分布式储能单元的SOC状态与对应SOC状态均值的大小比较结果,自适应调整每个分布式储能单元的应的阻性下垂控制方程中的下垂系数;对每个分布式储能单元的下垂控制过程中的电压与频率偏差进行补偿。本发明专利技术对传统阻性下垂控制进行改进,确保分布式储能单元间的SOC均衡,进一步提升了系统运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低压微网分布式储能单元的soc均衡技术,尤其涉及一种低压微网分布式储能系统soc均衡方法。


技术介绍

1、目前交流微网通常用于接入低压配电系统,在孤岛低压交流微网中,各分布式发电单元输出的直流电需通过逆变器转换成交流电能为负荷供电,并配置多台分布式储能单元(distributed energy storage units,desu)为微网持续供电提供支撑。但由于各逆变器输出线路阻抗差异造成输出功率分配不合理,且各desu的初始荷电状态(state ofcharge,soc))不一致,采用传统阻性下垂控制难以实现各分布式发电单元间的soc均衡,导致desu过充或过放,降低desu使用寿命与容量利用率。当多个desu由于soc不均衡退出系统,将会显著降低微网供电可靠性,严重时甚至造成系统崩溃。因此,研究低压微网各desu的soc均衡策略具有重要的战略意义。

2、为实现各desu间的soc均衡,2021年第49期的《电力系统保护与控制》中《基于soc下垂控制的独立直流微电网协调控制策略研究》提出一种基于自适应下垂控制的多储能soc均衡策略,使下垂系数随soc在允许范围内自动调整,实现多储能间的soc均衡,但该策略仅适应直流微网,无法应用于交流微网。2020年第68期的《ieee transactions onindustrial electronics》中《adaptive droop control using adaptive virtualimpedance for microgrids with variable pv outputs and load demands》和2018年第9期的《ieee transactions on smart grid》中《adynamic consensus algorithm toadjust virtual impedance loops for discharge rate balancing of ac microgridenergy storage unit》为实现交流微网soc均衡,在有功-频率(p-f)下垂控制中引入虚拟阻抗,平衡并联逆变器输出线路阻抗差异,实现各储能单元间的soc均衡和功率合理分配,但虚拟阻抗的引入会引起电压降落。2020年第8期的《ieee access》中《an improved droopcontrol for balancing state of charge of battery energy storage systems in acmicrogrid》根据各desu的soc值,给出相应的频率参考值,通过控制频率对输出有功功率进行调整,实现soc均衡,但系统频率易出现较大波动,且p-f下垂控制主要用于高/中压交流微网。2017年的《ieee conference on energy internet and energy systemintegration》中《the novel droop control strategy for low voltage microgridwithout matching line impedance》针对交流低压微网desu的soc不均衡问题,提出一种改进型p-u下垂控制方案,但该方法在控制过程中易出现电压降落问题。2016年第36期的《中国电机工程学报》中《微电网分布式储能单元荷电状态平衡和电压恢复》针对交流低压微网储能单元soc不均衡问题,利用中央控制器对p-u下垂控制进行调节,实现各desu间的soc均衡,并对因下垂控制过程中所引起的电压偏差进行补偿,从而确保微网稳定运行,但该策略对中央控制器的依赖性较强,当中央控制器出现故障,系统控制效果可靠性将显著降低。2018年所公开专利《一种考虑不匹配线阻的低压微电网储能系统下垂控制方法》为实现低压微网储能系统soc均衡,通过引入动态虚拟阻抗,实现输出功率的合理分配,然后采用e指数下垂控制,使各desu的soc趋于均衡。但该方法所引入虚拟阻抗并未对低压微网输出线路中存在的感性成分进行消除,使得阻性下垂控制过程中可能出现功率耦合现象,同时未对下垂控制过程中的频率偏差及所引入的动态虚拟阻抗造成的电压降落进行调控,系统抗扰动性能不强。并且该方法实现储能系统soc均衡同样依赖于中央控制器,系统可靠性不高。


技术实现思路

1、本专利技术要解决的技术问题就在于:针对现有技术存在的技术问题,本专利技术提供一种低压微网分布式储能系统soc均衡方法,针对孤岛低压微网中desu的soc不均衡问题,对传统阻性下垂控制进行改进,确保desu间的soc均衡,进一步提升系统运行稳定性。

2、为解决上述技术问题,本专利技术提出的技术方案为:

3、一种低压微网分布式储能系统soc均衡方法,包括以下步骤:

4、在逆变器并联控制模块中增加每个分布式储能单元对应的动态虚拟复阻抗,所述动态虚拟复阻抗中的虚拟负电感用于抵消每个分布式储能单元对应的输出阻抗中的感性成分,所述动态虚拟复阻抗中的虚拟电阻用于平衡所述输出阻抗的差异;

5、计算每个分布式储能单元的soc状态均值,根据每个分布式储能单元的soc状态与对应soc状态均值的大小比较结果,自适应调整每个分布式储能单元的应的阻性下垂控制方程中的下垂系数;

6、对每个分布式储能单元的下垂控制过程中的电压与频率偏差进行补偿。

7、进一步的,在逆变器并联控制模块中增加每个分布式储能单元对应的动态虚拟复阻抗时,包括计算动态虚拟复阻抗中的虚拟负电感的步骤,包括:

8、分别将每个分布式储能单元对应的逆变器线路感抗xli与第一参数相乘得到第一乘积,然后将第一乘积与逆变器并联控制模块的滤波电感lf相加,得到第一和值;

9、将第二参数与逆变器并联控制模块的电流内环比例系数kpi以及双闭环控制增益系数kpwm相乘得到第二乘积,将第一和值除以第二乘积,得到每个分布式储能单元对应的虚拟负电感。

10、进一步的,所述第一参数表达式如下:

11、

12、所述第二参数表达式如下:

13、

14、其中,cf为逆变器并联控制模块中的电容,rf为逆变器并联控制模块中的滤波电阻,kpu为逆变器并联控制模块中的电压外环比例系数,kiu为电压外环积分系数,s为复频域变量。

15、进一步的,在逆变器并联控制模块中增加每个分布式储能单元对应的动态虚拟复阻抗时,包括计算动态虚拟复阻抗中的虚拟电阻的步骤,包括:

16、分别将每个分布式储能单元对应的逆变器有功功率与虚拟电阻调整系数kr相乘,得到第三乘积,将第三乘积与虚拟电阻初始值rv0相加,得到每个分布式储能单元对应的虚拟电阻。

17、进一步的,计算每个分布式储能单元的soc状态均值时,包括:

18、每个分布式储能单元分别采样本地soc状态信息,并与相邻的分布式储能单元进行soc状态信息交换;

19、每个分布式储能单本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种低压微网分布式储能系统SOC均衡方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的低压微网分布式储能系统SOC均衡方法,其特征在于,在逆变器并联控制模块中增加每个分布式储能单元对应的动态虚拟复阻抗时,包括计算动态虚拟复阻抗中的虚拟负电感的步骤,包括:

3.根据权利要求2所述的低压微网分布式储能系统SOC均衡方法,其特征在于,所述第一参数表达式如下:

4.根据权利要求1所述的低压微网分布式储能系统SOC均衡方法,其特征在于,在逆变器并联控制模块中增加每个分布式储能单元对应的动态虚拟复阻抗时,包括计算动态虚拟复阻抗中的虚拟电阻的步骤,包括:

5.根据权利要求1所述的低压微网分布式储能系统SOC均衡方法,其特征在于,计算每个分布式储能单元的SOC状态均值时,包括:

6.根据权利要求5所述的低压微网分布式储能系统SOC均衡方法,其特征在于,所述SOC状态均值表达式如下:

7.根据权利要求5所述的低压微网分布式储能系统SOC均衡方法,其特征在于,所述收敛条件为:相邻分布式储能单元的SOC状态值的差值绝对值小于指定的边权值。

8.根据权利要求1所述的低压微网分布式储能系统SOC均衡方法,其特征在于,自适应调整每个分布式储能单元的应的阻性下垂控制方程中的下垂系数时,包括:

9.根据权利要求1所述的低压微网分布式储能系统SOC均衡方法,其特征在于,所述阻性下垂控制方程的表达式如下:

10.根据权利要求1所述的低压微网分布式储能系统SOC均衡方法,其特征在于,对每个分布式储能单元的下垂控制过程中的电压与频率偏差进行补偿时,包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种低压微网分布式储能系统soc均衡方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的低压微网分布式储能系统soc均衡方法,其特征在于,在逆变器并联控制模块中增加每个分布式储能单元对应的动态虚拟复阻抗时,包括计算动态虚拟复阻抗中的虚拟负电感的步骤,包括:

3.根据权利要求2所述的低压微网分布式储能系统soc均衡方法,其特征在于,所述第一参数表达式如下:

4.根据权利要求1所述的低压微网分布式储能系统soc均衡方法,其特征在于,在逆变器并联控制模块中增加每个分布式储能单元对应的动态虚拟复阻抗时,包括计算动态虚拟复阻抗中的虚拟电阻的步骤,包括:

5.根据权利要求1所述的低压微网分布式储能系统soc均衡方法,其特征在于,计算每个分布式储能单元的soc状态均值时,包括...

【专利技术属性】
技术研发人员:颜石王军王镯谭海洋邓波黄相茁肖华陈赐
申请(专利权)人:国网湖南省电力有限公司
类型:发明
国别省市:

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