一种混合储能系统功率分配的方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及功率分配领域，特别涉及一种混合储能系统功率分配的方法及系统。
【背景技术】
[0002] 随着技术的发展，人们对微电网中混合储能系统功率分配的要求越来越高。
[0003] 现有的对微电网的混合储能系统进行功率分配的方法中，未考虑荷电状态SOC对 储能充放电性能的影响，未从长远的角度考虑储能系统的运行，可靠性较低，不能充分有效 的利用蓄电池和超级电容等储能元件，也即不能有效的进行储能系统的功率分配。
[0004]因此，如何有效的进行微电网中混合储能系统的功率分配，提高储能系统的可靠 性是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
【发明内容】
[0005] 本申请所要解决的技术问题是提供一种混合储能系统功率分配的方法及系统，解 决了现有技术中未考虑荷电状态SOC对储能充放电性能的影响，未从长远的角度考虑储能 系统的运行，可靠性较低，不能充分有效的利用蓄电池和超级电容等储能元件，也即不能有 效的进行储能系统的功率分配的问题。
[0006] 其具体方案如下：
[0007] 一种混合储能系统功率分配的方法，
[0008] 该方法包括：
[0009] 对所述目标混合储能系统进行简单的功率分配，将波动分量中的高频部分分配给 超级电容，蓄电池平滑波动频率较低的分量；
[0010] 利用一阶惯性滤波系统对功率进行平滑，得到所述目标混合储能系统的充放电参 考功率；
[0011] 根据频谱分析确定所述滤波时间参数；
[0012] 实时监测所述目标混合储能系统的荷电状态，根据预设的荷电状态反馈控制策 略，将所述监测到的荷电状态反馈给控制系统；
[0013] 根据充放电控制策略，将所述荷电状态划分成五个区间，第一区间禁止充电，第二 区间减少充电，第三区间正常充放电，第四区间减少放电，第五区间禁止放电；
[0014] 根据所述荷电状态确定与所述荷电状态相对应的所述滤波时间参数；
[0015] 对所述荷电状态和所述滤波时间参数进行模糊控制，得到所述滤波时间参数的修 正量；
[0016] 根据所述滤波时间参数的修正量调整所述目标混合储能系统的功率分配。
[0017] 上述的方法，优选的，所述根据所述荷电状态确定与所述荷电状态相对应的所述 滤波时间参数包括：
[0018] 建立所述荷电状态和所述滤波时间参数之间的函数关系，得到充放电的关系曲线 Tc和Td;
[0019] 比较平滑前的功率和上一时刻平滑后的功率，若所述平滑前的功率大于所述上一 时刻平滑后的功率，储能应充电，所述滤波时间参数调用关系曲线T。，若所述平滑前的功率 小于所述上一时刻平滑后的功率，储能应放电，所述滤波时间参数调用关系曲线Td。
[0020] 上述的方法，优选的，所述对所述荷电状态和所述滤波时间参数进行模糊控制，得 到所述滤波时间参数的修正量包括：
[0021] 定义隶属度函数；
[0022] 确定所述模糊控制输入变量和输出变量的隶属度和模糊集；
[0023] 确定所述模糊控制的模糊规则；
[0024] 采用面积平分法作为反模糊化方法，将模糊指令转化为清晰指令，得到所述滤波 时间参数的修正量。
[0025] 上述的方法，优选的，所述确定模糊控制的模糊规则包括：
[0026] 当所述荷电状态处于中间值时，所述滤波时间参数不进行修正；
[0027] 当所述荷电状态较低时，若充电参考功率为负，则适当调小所述滤波时间参数，避 免过放电；
[0028] 当所述荷电状态较高时，若充电参考功率为正，则适当调大所述滤波时间参数，避 免过充电。
【主权项】
1. 一种混合储能系统功率分配的方法，其特征在于，该方法包括： 对所述目标混合储能系统进行简单的功率分配，将波动分量中的高频部分分配给超级 电容，蓄电池平滑波动频率较低的分量； 利用一阶惯性滤波系统对功率进行平滑，得到所述目标混合储能系统的充放电参考功 率； 根据频谱分析确定所述滤波时间参数； 实时监测所述目标混合储能系统的荷电状态，根据预设的荷电状态反馈控制策略，将 所述监测到的荷电状态反馈给控制系统； 根据充放电控制策略，将所述荷电状态划分成五个区间，第一区间禁止充电，第二区间 减少充电，第三区间正常充放电，第四区间减少放电，第五区间禁止放电； 根据所述荷电状态确定与所述荷电状态相对应的所述滤波时间参数； 对所述荷电状态和所述滤波时间参数进行模糊控制，得到所述滤波时间参数的修正 量； 根据所述滤波时间参数的修正量调整所述目标混合储能系统的功率分配。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述荷电状态确定与所述荷电 状态相对应的所述滤波时间参数包括： 建立所述荷电状态和所述滤波时间参数之间的函数关系，得到充放电的关系曲线T。和Td； 比较平滑前的功率和上一时刻平滑后的功率，若所述平滑前的功率大于所述上一时刻 平滑后的功率，储能应充电，所述滤波时间参数调用关系曲线T。，若所述平滑前的功率小于 所述上一时刻平滑后的功率，储能应放电，所述滤波时间参数调用关系曲线Td。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述荷电状态和所述滤波时间参 数进行模糊控制，得到所述滤波时间参数的修正量包括： 定义隶属度函数； 确定所述模糊控制输入变量和输出变量的隶属度和模糊集； 确定所述模糊控制的模糊规则； 采用面积平分法作为反模糊化方法，将模糊指令转化为清晰指令，得到所述滤波时间 参数的修正量。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定模糊控制的模糊规则包括： 当所述荷电状态处于中间值时，所述滤波时间参数不进行修正； 当所述荷电状态较低时，若充电参考功率为负，则适当调小所述滤波时间参数，避免过 放电； 当所述荷电状态较高时，若充电参考功率为正，则适当调大所述滤波时间参数，避免过 充电。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于， 所述荷电荷电状态的隶属度为：
> 其中SOC为储能设备当前的 荷电状态值，SOCmid为储能设备荷电状态的中间值。根据荷电状态最大值SOCmax与最小值 S〇Cmin，e咖的论域为[_I，I]，eSQC随当前荷电状态的变化而变化，I的取值在0到1之 间； 所述滤波时间参数的隶属度为：
，其中T的变化范围为0 <T<Tmax，Tmax = 2T。，e:的论域为[-1，1]; 所述荷电状态和所述滤波时间参数的模糊集均为{NB(负大），Z0 (零），PB(正大）}; 所述模糊控制输出变量的模糊集为{NB，NS(负小），ZO,PS(正小），PB}。
6. -种混合储能系统功率分配的系统，其特征在于，该系统包括： 分配单元，用于对所述目标混合储能系统进行简单的功率分配，将波动分量中的高频 部分分配给超级电容，蓄电池平滑波动频率较低的分量； 平滑单元，用于利用一阶惯性滤波系统对功率进行平滑，得到所述目标混合储能系统 的充放电参考功率； 第一确定单元，用于根据频谱分析确定所述滤波时间参数； 监测反馈单元，用于实时监测所述目标混合储能系统的荷电状态，根据预设的荷电状 态反馈控制策略，将所述监测到的荷电状态反馈给控制系统； 划分单元，用于根据充放电控制策略，将所述荷电状态划分成五个区间，第一区间禁止 充电，第二区间减少充电，第三区间正常充放电，第四区间减少放电，第五区间禁止放电； 第二确定单元，用于根据所述荷电状态确定与所述荷电状态相对应的所述滤波时间参 数； 模糊控制单元，用于对所述荷电状态和所述滤波时间参数进行模糊控制，得到所述滤 波时间参数的修正量； 调整单元，用于根据所述滤波时间参数的修正量调整所述目标混合储能系统的功率分 配。
7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，包括： 建立单元，用于建立所述荷电状态和所述滤波时间参数之间的函数关系，得到充放电 的关系曲线T。和Td; 比较单元，用于比较平滑前的功率和上一时刻平滑后的功率，若所述平滑前的功率大 于所述上一时刻平滑后的功率，储能应充电，所述滤波时间参数调用关系曲线T。，若所述平 滑前的功率小于所述上一时刻平滑后的功率，储能应放电，所述滤波时间参数调用关系曲 线Td。
8. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，包括： 定义单元，用于定义隶属度函数； 第三确定单元，用于确定所述模糊控制输入变量和输出变量的隶属度和模糊集； 第四确定单元，用于确定所述模糊控制的模糊规则； 转化单元，用于采用面积平分法作为反模糊化方法，将模糊指令转化为清晰指令，得到 所述滤波时间参数的修正量。
【专利摘要】本申请提供了一种混合储能系统功率分配的方法，该方法包括：对所述目标混合储能系统进行简单的功率分配；利用一阶惯性滤波系统进行功率平滑，得到充放电参考功率；根据频谱分析确定所述滤波时间参数；实时监测所述目标混合储能系统的荷电状态，荷电状态反馈给控制系统；将所述荷电状态划分成五个区间；根据所述荷电状态确定与所述荷电状态相对应的所述滤波时间参数；对所述荷电状态和所述滤波时间参数进行模糊控制，得到所述滤波时间参数的修正量；根据所述滤波时间参数的修正量调整所述目标混合储能系统的功率分配。能够有效的进行微电网中混合储能系统的功率分配，提高储能系统的可靠性。
【IPC分类】H02J3-28, H02J7-35, H02J3-32
【公开号】CN104578121
【申请号】CN201410811171
【发明人】赵波, 周丹, 张雪松, 葛晓慧, 顾伟, 吴再军
【申请人】国家电网公司, 国网浙江省电力公司电力科学研究院
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月22日