[发明专利]一种基于下垂控制的SOC均衡控制方法

说明书

本发明公开了一种基于下垂控制的SOC均衡控制方法，基于下垂控制的SOC均衡控制方法针对的控制对象为H桥级联型储能系统；对每一个H桥逆变器均基于以下公式实现SOC均衡控制:该基于下垂控制的SOC均衡控制方法有利于实现不同容量电池模组的SOC均衡，对提高储能系统的寿命和效率具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种基于下垂控制的SOC均衡控制方法。

背景技术

在电池储能系统中，电池荷电状态(State of Charge SOC)不均衡，将缩短储能系统使用寿命和降低使用效率。针对级联型储能系统，现有的SOC均衡方法之一，是基于P-f下垂控制的SOC均衡方案，以实现分布式储能系统的SOC均衡。但是，这些方案可能会导致严重的频率偏差。同时，现有储能系统的研究大多建立各个电池模组容量相等的基础上，并借助高带宽通信，实现相同容量下各电池模组的SOC均衡，并在SOC均衡过程中减少频率偏差。如果每个电池模组的容量存在差异，即使电池模组的有功功率均衡和初始SOC也相同，也可能无法实现SOC的均衡。

因此，有必要设计一种基于下垂控制的SOC均衡控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于下垂控制的SOC均衡控制方法，该基于下垂控制的SOC均衡控制方法有利于实现不同容量电池模组的SOC均衡。

发明的技术解决方案如下：

一种基于下垂控制的SOC均衡控制方法，基于下垂控制的SOC均衡控制方法针对的控制对象为H桥级联型储能系统；

H桥级联型储能系统中，N个电池储能单元对应连接至N个H桥逆变器，N个H桥逆变器级联后连接至负载；N为大于3的整数；

对每一个H桥逆变器均基于以下公式实现SOC均衡控制，以实现各H桥逆变器输出功率均分和各电池模组SOC均衡：

式中：ω_i与V_i是第i个H桥逆变器的频率与电压幅值参考；ω^*为H桥逆变器频率；V^*为公共耦合点PCC处电压幅值的参考值；P_i是第i个H桥逆变器的输出有功功率；Ce_i和SOC_i为第i个电池模组实际容量和放电状态下的实际荷电状态；m是下垂控制系数，n是SOC权重系数；

k为SOC的幂指数，能改变SOC均衡速度，k为整数。

下垂系数m满足下式：

式中Δω是系统所允许的最大频率偏差；Ce_i为第i个电池模组实际容量；P_i^*为第i个H桥逆变器所能输出最大功率；

SOC权重系数n满足下式：

式中Δω是系统所允许的最大频率偏差；SOC_{i_max}为第i个电池模组放电状态下的最大荷电状态值；

SOC的幂指数k满足k≤6；理论上k的值越大，SOC的收敛速度将越快，然而，在实际系统中，储能系统过快的放电将对电池模组产生负面影响，为此需将k值进行限定，SOC的幂指数k满足k≤6；

同时，系统还需要满足

m取值0.0001，n取值3，k取值为1、2、3中的任一项。

有益效果：