[发明专利]一种基于双重模糊的两级式混合储能装置及控制方法

权利要求书

1.一种基于双重模糊的两级式混合储能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)一级控制器(虚拟阻抗下垂控制器)检测系统直流母线电压水平，蓄电池经DC-DC变换器注入系统直流母线的实时电流，以及超级电容经DC-DC变换器注入系统直流母线的实时电流；

(2)一级控制器(虚拟阻抗下垂控制器)根据输入电流计算出蓄电池和超级电容的参考电流；

(3)将蓄电池和超级电容的参考电流根据蓄电池荷电状态和超级电容荷电状态作为变量送入二级控制器(双重模糊控制器)，得出经过修正的蓄电池和超级电容参考电流；

(4)根据修正后的参考电流产生DC-DC变换器的控制信号，对蓄电池和超级电容的实际输出电流进行控制。

2.根据权利要求1所述的基于双重模糊的两级式混合储能控制方法，其特征在于，混合储能采用基于双重模糊的两级控制方式，一级控制采用虚拟阻抗下垂控制，二级控制采用双重模糊控制。

3.根据权利要求1所述的基于双重模糊的两级式混合储能控制方法，其特征在于，蓄电池承担的功率波动频率与蓄电池响应时间之间满足如下关系：

其中f_pc为不影响蓄电池寿命的情况下，蓄电池承担的最大功率波动频率，波浪所有频段的功率中，高于f_pc的部分不可由蓄电池承担；若低于f_pc的部分超出蓄电池容量限制，超出部分由超级电容承担；T_r为蓄电池的响应时间；K为修正系数，用来表征蓄电池响应时间与实际承担的最大功率波动频率之间的关系。

4.根据权利要求1所述的基于双重模糊的两级式混合储能控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，蓄电池参考电流如下式所示：

其中,i_obat为蓄电池注入直流母线的电流，V_ref-i_obat·R为直流母线电压参考值，u_dc为直流母线实际电压，γ_b为中间变量，k_pbat为比例系数，k_ibat为积分系数。

5.根据权利要求1所述的基于双重模糊的两级式混合储能控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，超级电容参考电流如下式所示：

其中,i_osc为蓄电池注入直流母线的电流，V_ref-i_osc·R为直流母线电压参考值，u_dc为直流母线实际电压，其中γ_s为中间变量，k_psc为比例系数，k_isc为积分系数。

6.根据权利要求1所述的基于双重模糊的两级式混合储能控制方法，其特征在于，所述步骤(3)中，二级控制器(双重模糊控制器)的输出量记为修正系数k,蓄电池和超级电容经过二级控制器(双重模糊控制器)修正之后的参考电流为：

其中，0k1，k^*为一个转换调节系数；I_{bat_ref}、I_{sc_ref}为蓄电池和超级电容原来的参考电流，I'_{bat_ref}、I′_{sc_ref}为蓄电池和超级电容经过二级控制器(双重模糊控制器)修改之后的参考电流。

7.根据权利要求6所述的基于双重模糊的两级式混合储能控制方法，其特征在于，由k_bat、k_sc按照功率守恒定律计算得到：

其中，U_{N_bat}、U_{N_sc}分别为蓄电池和超级电容额定电压。

8.根据权利要求1所述的基于双重模糊的两级式混合储能控制方法，其特征在于，二级控制器(双重模糊控制器)由模糊控制器1和模糊控制器2组成，模糊控制器1对蓄电池进行越限保护，模糊控制器2对超级电容进行越限保护。