[发明专利]一种应用于分布式储能系统的SOC最优下垂因子控制方法

说明书

本发明公开了一种应用于分布式储能系统的SOC最优下垂因子控制方法，步骤1、构建SOC最优下垂因子；步骤2、根据分布式储能变换器拓扑结构，将控制系统描述为电压源型变换器；步骤3、将下垂因子与输出端口电流i_dc的乘积与输出端参考电压u_dc作比较，形成新的下垂控制参考电压u^*_dc；步骤4、设计电压电流调节器，使其相位裕度和幅值裕度足够大；步骤5、加入二次控制补偿母线电压跌落，使整个系统有较高的动态响应和较小的稳态误差。本发明通过仿真与实验归纳出的SOC最优下垂因子，可以按蓄电池和超级电容剩余容量有效分配负荷，使SOC快速趋于一致，负荷趋于相等。通过互连线使SOC和端口电压信息共享，用于下垂因子自适应调节和母线电压恢复。

技术领域

本发明涉及调节器应用技术领域，尤其是一种适用于分布式储能系统负荷电流分配方法。

背景技术

基于直流母线的可再生能源发电，由于可再生能源输出功率不稳定且低压线路呈现一定的阻性，需要增加储能单元提升系统的可靠性和稳定性，同时需要考虑线路阻抗的影响。传统的下垂控制进行负荷分配时将下垂系数固定为常数，因此不能反应储能单元SOC信息，长期运行导致储能单元的加速老化，不能最大限度发挥储能单元的优势。

实际的储能单元容量较大，因此SOC在短时间内变化并不明显，可充分利用这一特点进行数据传输，采用适当的控制算法进行负荷电流分配。

发明内容

本发明目的在于提供一种充分考虑储能单元自身容量、对负荷电流实现有效的动态分配、SOC快速趋于一致且提高系统稳定性的应用于分布式储能系统的SOC最优下垂因子控制方法。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述方法步骤如下：

步骤1、构建SOC最优下垂因子；

步骤2、根据分布式储能变换器拓扑结构，将整体控制系统描述为电压源型变换器；

步骤3、将下垂因子与输出端口电流i_dc的乘积与输出端参考电压u_dc作比较，形成新的下垂控制参考电压u^*_dc；

步骤4、设计电压电流调节器，使其相位裕度在45°，幅值裕度在10dB。

步骤5、加入二次控制补偿母线电压跌落，使整个系统有较高的动态响应和较小的稳态误差；

步骤6，根据步骤4、5将硬件电路与控制电路构成闭合回路。

进一步的，所述步骤1的具体步骤为：

步骤1.1、构建SOC最优下垂因子，其传递函数G(soc)为，算法如下：

式中，k_D为基准下垂系数；p为常数；i_dc为端口输出电流；A_socⁿ为socⁿ平均值；socⁿ为soc的n次幂；

步骤1.2、SOC最优下垂因子的参数变化对系统影响，SOC最优下垂因子中参数k_D、p、n分别选取不同值。

SOC最优下垂因子中参数k_D为基准下垂系数，socⁿ与A_socⁿ相等时G(soc)值与k_D相等；ω_c为低通滤波器带宽，ω_c越大根轨迹向左移动，对系统影响减弱；p值影响SOC均衡速率，p越大均衡速率越快；n影响SOC均衡精度，n越大SOC收敛精度越高；p与n相互影响，最优参数兼顾收敛速度与稳定性；