[实用新型]一种双闭环直流微网混合储能控制装置

说明书

本实用新型公开了一种双闭环直流微网混合储能控制装置，包括用于采集超级电容端电压以及输出电流的第一检测器，用于采集蓄电池端电压和输出电流的第二检测器，用于采集光伏电池输出电压、电流以及功率的第三检测器，用于采集直流负载端电压、输入电流以及功率的第四检测器，用于接收第三检测器和第四检测器输出信号并计算功率波动的计算模块，用于将功率波动分频得到高频部分和平滑部分的低通滤波器，以及第一自抗扰控制器、第二自抗扰控制器、第一PWM脉宽调制电路、第二PWM脉宽调制电路。基于自抗扰技术的双闭环控制，克服功率波动过程中存在的非线性、时变以及受到环境影响及电池和超级电容自身衰减等问题，维持直流母线电压的稳定。

技术领域

本实用新型涉及一种直流微网的混合储能控制装置，特别是一种基于自抗扰技术的双闭环直流微网混合储能控制装置。

背景技术

随着传统的化石能源日益枯竭，以太阳能、风能等清洁能源为主的分布式发电得到了广泛重视，微电网也随之产生。微电网多以交流微电网为主，但是随着直流用电设备的增加，无需考虑相位同步、谐波污染和无功功率损耗等方面问题的直流微电网逐渐发展起来。但是，风、光等分布式电源具有间歇性和波动性，负载所消耗的功率也具有不确定性，会导致系统功率供需失衡，进而影响微电网的稳定运行，因此需要就地配置一定容量的储能系统来抑制微电网的功率波动并维持直流母线电压稳定。

蓄电池能量密度大、技术成熟、成本低等优点得到了广泛的应用。但是为维持系统运行模式切换时的能量平衡，储能单元往往需要吸收或发出较大的冲击功率，频繁的充放电会严重影响蓄电池的使用寿命。超级电容具有功率密度大、动态响应快、循环寿命长等优点。采用蓄电池和超级电容的混合储能装置将大大提高储能系统的性能。

目前的储能控制器大多数采用PI控制，但是储能系统具有非线性、时变、耦合的特征，基于线性化的PI控制难以实现良好的控制效果。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种双闭环直流微网混合储能控制装置，克服控制器采用PI控制的不足。

技术方案：一种双闭环直流微网混合储能控制装置，光伏电池、蓄电池以及超级电容均分别通过双向DC-DC变换器连接到直流母线，包括用于采集所述超级电容端电压以及输出电流的第一检测器，用于采集所述蓄电池端电压和输出电流的第二检测器，用于采集所述光伏电池输出电压、电流以及功率的第三检测器，用于采集直流负载端电压、输入电流以及功率的第四检测器，用于接收第三检测器和第四检测器输出信号的波动功率计算模块，用于将波动功率分频得到高频部分和平滑部分的低通滤波器，以及第一自抗扰控制器、第二自抗扰控制器、第一PWM脉宽调制电路、第二PWM脉宽调制电路；其中，所述第三检测器和第四检测器的输出端连接所述波动功率计算模块的输入端，所述波动功率计算模块的输出端连接所述低通滤波器的输入端，所述低通滤波器输出的所述高频部分以及所述第一检测器的输出信号均输入到所述第一自抗扰控制器的信号输入端，所述低通滤波器输出的所述平滑部分以及所述第二检测器的输出信号均输入到所述第二自抗扰控制器的信号输入端，所述第一自抗扰控制器的信号输出端连接所述第一 PWM脉宽调制电路的输入端，所述第二自抗扰控制器的信号输出端连接所述第二PWM 脉宽调制电路的输入端，所述第一PWM脉宽调制电路的输出端接所述超级电容连接的 DC-DC变换器的控制端，所述第二PWM脉宽调制电路的输出端接所述蓄电池连接的 DC-DC变换器的控制端。

有益效果：本实用新型的一种双闭环直流微网混合储能控制装置，基于自抗扰技术的双闭环控制，克服功率波动过程中存在的非线性、时变以及受到环境影响及电池和超级电容自身衰减等问题，维持直流母线电压的稳定，具有较好的控制品质。

附图说明

图1为本实用新型的控制装置结构示意图；

图2为超级电容的自抗扰控制充放电控制框图；

图3为蓄电池的自抗扰控制充放电控制框图。

具体实施方式