一種混合儲能系統(tǒng)功率分配的方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請涉及功率分配領(lǐng)域，特別涉及一種混合儲能系統(tǒng)功率分配的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著技術(shù)的發(fā)展，人們對微電網(wǎng)中混合儲能系統(tǒng)功率分配的要求越來越高。
[0003] 現(xiàn)有的對微電網(wǎng)的混合儲能系統(tǒng)進(jìn)行功率分配的方法中，未考慮荷電狀態(tài)SOC對 儲能充放電性能的影響，未從長遠(yuǎn)的角度考慮儲能系統(tǒng)的運(yùn)行，可靠性較低，不能充分有效 的利用蓄電池和超級電容等儲能元件，也即不能有效的進(jìn)行儲能系統(tǒng)的功率分配。
[0004]因此，如何有效的進(jìn)行微電網(wǎng)中混合儲能系統(tǒng)的功率分配，提高儲能系統(tǒng)的可靠 性是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本申請所要解決的技術(shù)問題是提供一種混合儲能系統(tǒng)功率分配的方法及系統(tǒng)，解 決了現(xiàn)有技術(shù)中未考慮荷電狀態(tài)SOC對儲能充放電性能的影響，未從長遠(yuǎn)的角度考慮儲能 系統(tǒng)的運(yùn)行，可靠性較低，不能充分有效的利用蓄電池和超級電容等儲能元件，也即不能有 效的進(jìn)行儲能系統(tǒng)的功率分配的問題。
[0006] 其具體方案如下：
[0007] 一種混合儲能系統(tǒng)功率分配的方法，
[0008] 該方法包括：
[0009] 對所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)進(jìn)行簡單的功率分配，將波動分量中的高頻部分分配給 超級電容，蓄電池平滑波動頻率較低的分量；
[0010] 利用一階慣性濾波系統(tǒng)對功率進(jìn)行平滑，得到所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)的充放電參 考功率；
[0011] 根據(jù)頻譜分析確定所述濾波時(shí)間參數(shù)；
[0012] 實(shí)時(shí)監(jiān)測所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)，根據(jù)預(yù)設(shè)的荷電狀態(tài)反饋控制策 略，將所述監(jiān)測到的荷電狀態(tài)反饋給控制系統(tǒng)；
[0013] 根據(jù)充放電控制策略，將所述荷電狀態(tài)劃分成五個(gè)區(qū)間，第一區(qū)間禁止充電，第二 區(qū)間減少充電，第三區(qū)間正常充放電，第四區(qū)間減少放電，第五區(qū)間禁止放電；
[0014] 根據(jù)所述荷電狀態(tài)確定與所述荷電狀態(tài)相對應(yīng)的所述濾波時(shí)間參數(shù)；
[0015] 對所述荷電狀態(tài)和所述濾波時(shí)間參數(shù)進(jìn)行模糊控制，得到所述濾波時(shí)間參數(shù)的修 正量；
[0016] 根據(jù)所述濾波時(shí)間參數(shù)的修正量調(diào)整所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)的功率分配。
[0017] 上述的方法，優(yōu)選的，所述根據(jù)所述荷電狀態(tài)確定與所述荷電狀態(tài)相對應(yīng)的所述 濾波時(shí)間參數(shù)包括：
[0018] 建立所述荷電狀態(tài)和所述濾波時(shí)間參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，得到充放電的關(guān)系曲線 Tc和Td;
[0019] 比較平滑前的功率和上一時(shí)刻平滑后的功率，若所述平滑前的功率大于所述上一 時(shí)刻平滑后的功率，儲能應(yīng)充電，所述濾波時(shí)間參數(shù)調(diào)用關(guān)系曲線T。，若所述平滑前的功率 小于所述上一時(shí)刻平滑后的功率，儲能應(yīng)放電，所述濾波時(shí)間參數(shù)調(diào)用關(guān)系曲線Td。
[0020] 上述的方法，優(yōu)選的，所述對所述荷電狀態(tài)和所述濾波時(shí)間參數(shù)進(jìn)行模糊控制，得 到所述濾波時(shí)間參數(shù)的修正量包括：
[0021] 定義隸屬度函數(shù)；
[0022] 確定所述模糊控制輸入變量和輸出變量的隸屬度和模糊集；
[0023] 確定所述模糊控制的模糊規(guī)則；
[0024] 采用面積平分法作為反模糊化方法，將模糊指令轉(zhuǎn)化為清晰指令，得到所述濾波 時(shí)間參數(shù)的修正量。
[0025] 上述的方法，優(yōu)選的，所述確定模糊控制的模糊規(guī)則包括：
[0026] 當(dāng)所述荷電狀態(tài)處于中間值時(shí)，所述濾波時(shí)間參數(shù)不進(jìn)行修正；
[0027] 當(dāng)所述荷電狀態(tài)較低時(shí)，若充電參考功率為負(fù)，則適當(dāng)調(diào)小所述濾波時(shí)間參數(shù)，避 免過放電；
[0028] 當(dāng)所述荷電狀態(tài)較高時(shí)，若充電參考功率為正，則適當(dāng)調(diào)大所述濾波時(shí)間參數(shù)，避 免過充電。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種混合儲能系統(tǒng)功率分配的方法，其特征在于，該方法包括： 對所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)進(jìn)行簡單的功率分配，將波動分量中的高頻部分分配給超級 電容，蓄電池平滑波動頻率較低的分量； 利用一階慣性濾波系統(tǒng)對功率進(jìn)行平滑，得到所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)的充放電參考功 率； 根據(jù)頻譜分析確定所述濾波時(shí)間參數(shù)； 實(shí)時(shí)監(jiān)測所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)，根據(jù)預(yù)設(shè)的荷電狀態(tài)反饋控制策略，將 所述監(jiān)測到的荷電狀態(tài)反饋給控制系統(tǒng)； 根據(jù)充放電控制策略，將所述荷電狀態(tài)劃分成五個(gè)區(qū)間，第一區(qū)間禁止充電，第二區(qū)間 減少充電，第三區(qū)間正常充放電，第四區(qū)間減少放電，第五區(qū)間禁止放電； 根據(jù)所述荷電狀態(tài)確定與所述荷電狀態(tài)相對應(yīng)的所述濾波時(shí)間參數(shù)； 對所述荷電狀態(tài)和所述濾波時(shí)間參數(shù)進(jìn)行模糊控制，得到所述濾波時(shí)間參數(shù)的修正 量； 根據(jù)所述濾波時(shí)間參數(shù)的修正量調(diào)整所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)的功率分配。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述荷電狀態(tài)確定與所述荷電 狀態(tài)相對應(yīng)的所述濾波時(shí)間參數(shù)包括： 建立所述荷電狀態(tài)和所述濾波時(shí)間參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，得到充放電的關(guān)系曲線T。和Td； 比較平滑前的功率和上一時(shí)刻平滑后的功率，若所述平滑前的功率大于所述上一時(shí)刻 平滑后的功率，儲能應(yīng)充電，所述濾波時(shí)間參數(shù)調(diào)用關(guān)系曲線T。，若所述平滑前的功率小于 所述上一時(shí)刻平滑后的功率，儲能應(yīng)放電，所述濾波時(shí)間參數(shù)調(diào)用關(guān)系曲線Td。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述對所述荷電狀態(tài)和所述濾波時(shí)間參 數(shù)進(jìn)行模糊控制，得到所述濾波時(shí)間參數(shù)的修正量包括： 定義隸屬度函數(shù)； 確定所述模糊控制輸入變量和輸出變量的隸屬度和模糊集； 確定所述模糊控制的模糊規(guī)則； 采用面積平分法作為反模糊化方法，將模糊指令轉(zhuǎn)化為清晰指令，得到所述濾波時(shí)間 參數(shù)的修正量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述確定模糊控制的模糊規(guī)則包括： 當(dāng)所述荷電狀態(tài)處于中間值時(shí)，所述濾波時(shí)間參數(shù)不進(jìn)行修正； 當(dāng)所述荷電狀態(tài)較低時(shí)，若充電參考功率為負(fù)，則適當(dāng)調(diào)小所述濾波時(shí)間參數(shù)，避免過 放電； 當(dāng)所述荷電狀態(tài)較高時(shí)，若充電參考功率為正，則適當(dāng)調(diào)大所述濾波時(shí)間參數(shù)，避免過 充電。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 所述荷電荷電狀態(tài)的隸屬度為：
> 其中SOC為儲能設(shè)備當(dāng)前的 荷電狀態(tài)值，SOCmid為儲能設(shè)備荷電狀態(tài)的中間值。根據(jù)荷電狀態(tài)最大值SOCmax與最小值 S〇Cmin，e咖的論域?yàn)閇_I，I]，eSQC隨當(dāng)前荷電狀態(tài)的變化而變化，I的取值在0到1之 間； 所述濾波時(shí)間參數(shù)的隸屬度為：
，其中T的變化范圍為0 <T<Tmax，Tmax = 2T。，e:的論域?yàn)閇-1，1]; 所述荷電狀態(tài)和所述濾波時(shí)間參數(shù)的模糊集均為{NB(負(fù)大），Z0 (零），PB(正大）}; 所述模糊控制輸出變量的模糊集為{NB，NS(負(fù)?。琙O,PS(正?。琍B}。
6. -種混合儲能系統(tǒng)功率分配的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括： 分配單元，用于對所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)進(jìn)行簡單的功率分配，將波動分量中的高頻 部分分配給超級電容，蓄電池平滑波動頻率較低的分量； 平滑單元，用于利用一階慣性濾波系統(tǒng)對功率進(jìn)行平滑，得到所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng) 的充放電參考功率； 第一確定單元，用于根據(jù)頻譜分析確定所述濾波時(shí)間參數(shù)； 監(jiān)測反饋單元，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)，根據(jù)預(yù)設(shè)的荷電狀 態(tài)反饋控制策略，將所述監(jiān)測到的荷電狀態(tài)反饋給控制系統(tǒng)； 劃分單元，用于根據(jù)充放電控制策略，將所述荷電狀態(tài)劃分成五個(gè)區(qū)間，第一區(qū)間禁止 充電，第二區(qū)間減少充電，第三區(qū)間正常充放電，第四區(qū)間減少放電，第五區(qū)間禁止放電； 第二確定單元，用于根據(jù)所述荷電狀態(tài)確定與所述荷電狀態(tài)相對應(yīng)的所述濾波時(shí)間參 數(shù)； 模糊控制單元，用于對所述荷電狀態(tài)和所述濾波時(shí)間參數(shù)進(jìn)行模糊控制，得到所述濾 波時(shí)間參數(shù)的修正量； 調(diào)整單元，用于根據(jù)所述濾波時(shí)間參數(shù)的修正量調(diào)整所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)的功率分 配。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括： 建立單元，用于建立所述荷電狀態(tài)和所述濾波時(shí)間參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，得到充放電 的關(guān)系曲線T。和Td; 比較單元，用于比較平滑前的功率和上一時(shí)刻平滑后的功率，若所述平滑前的功率大 于所述上一時(shí)刻平滑后的功率，儲能應(yīng)充電，所述濾波時(shí)間參數(shù)調(diào)用關(guān)系曲線T。，若所述平 滑前的功率小于所述上一時(shí)刻平滑后的功率，儲能應(yīng)放電，所述濾波時(shí)間參數(shù)調(diào)用關(guān)系曲 線Td。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括： 定義單元，用于定義隸屬度函數(shù)； 第三確定單元，用于確定所述模糊控制輸入變量和輸出變量的隸屬度和模糊集； 第四確定單元，用于確定所述模糊控制的模糊規(guī)則； 轉(zhuǎn)化單元，用于采用面積平分法作為反模糊化方法，將模糊指令轉(zhuǎn)化為清晰指令，得到 所述濾波時(shí)間參數(shù)的修正量。
【專利摘要】本申請?zhí)峁┝艘环N混合儲能系統(tǒng)功率分配的方法，該方法包括：對所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)進(jìn)行簡單的功率分配；利用一階慣性濾波系統(tǒng)進(jìn)行功率平滑，得到充放電參考功率；根據(jù)頻譜分析確定所述濾波時(shí)間參數(shù)；實(shí)時(shí)監(jiān)測所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)，荷電狀態(tài)反饋給控制系統(tǒng)；將所述荷電狀態(tài)劃分成五個(gè)區(qū)間；根據(jù)所述荷電狀態(tài)確定與所述荷電狀態(tài)相對應(yīng)的所述濾波時(shí)間參數(shù)；對所述荷電狀態(tài)和所述濾波時(shí)間參數(shù)進(jìn)行模糊控制，得到所述濾波時(shí)間參數(shù)的修正量；根據(jù)所述濾波時(shí)間參數(shù)的修正量調(diào)整所述目標(biāo)混合儲能系統(tǒng)的功率分配。能夠有效的進(jìn)行微電網(wǎng)中混合儲能系統(tǒng)的功率分配，提高儲能系統(tǒng)的可靠性。
【IPC分類】H02J3-28, H02J7-35, H02J3-32
【公開號】CN104578121
【申請?zhí)枴緾N201410811171
【發(fā)明人】趙波, 周丹, 張雪松, 葛曉慧, 顧偉, 吳再軍
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月22日