一种分布式储能直流微电网中储能单元的充放电控制方法与流程

本发明涉及微点网储能控制技术领域，特别是涉及一种分布式储能直流微电网中储能单元的充放电控制方法及系统。

背景技术：

当前，随着环境问题的凸显以及人类环保意识的增强，具有清洁、可再生性、能就地消纳等优点的光伏、风机等可再生分布式电源得到迅速发展，而微电网整合多类新能源成为研究热点。

通过并网变流器，光伏、风机等分布式电源可并联接入直流电网，而由于微电网中大多数分布式电源具有波动性、间歇性和不稳定性的特点，要实现大规模分布式电源的接入与消纳，为了保证系统的稳定运行，微电网中必须配置蓄电池、超级电容器等储能单元。而为了实现微电网的扩容与系统稳定性，微电网中常常会配置多个分布式储能单元。

由于分布式储能单元生产工艺、充放电情况不同，导致分布式储能单元的初始的荷电状态(stateofcharge，soc)不相同。另外，由于微电网线路长度和老化程度的不同，微电网的线路阻抗一般不相同。在线路阻抗不同和初始荷电状态不同的情况下，采用传统下垂控制时，各储能单元在充电和放电过程中其soc会处于不均衡的状态。此外，由于储能单元不能出现过充或过放的状态，soc的不均衡容易导致部分储能单元退出系统运行，从而加快剩余储能单元的充放电速度，不利于储能系统的使用寿命。

技术实现要素：

本发明提供一种分布式储能直流微电网中储能单元的充放电控制方法及系统，用以解决现有下垂控制方法中存在的因各储能单元荷电状态值不均衡导致的储能单元寿命短的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种分布式储能直流微电网中储能单元的充放电控制方法，在放电阶段，第p个储能单元对应的控制器控制其放电，第q个储能单元对应的控制器控制其放电，且当socp＞socq时，所述第p个储能单元对应的控制器控制其放电的放电电流大于所述第q个储能单元对应的控制器控制其放电的放电电流；

在充电阶段，所述第p个储能单元对应的控制器控制其充电，所述第q个储能单元对应的控制器控制其充电，且当socp＞socq时，所述第p个储能单元对应的控制器控制其充电的充电电流大于所述第q个储能单元对应的控制器控制其充电的充电电流；

其中，p和q为所述分布式储能直流微电网中任意两个储能单元的编号，socp为所述第p个储能单元的荷电状态值，socq为所述第q个储能单元的荷电状态值。

本发明的有益效果是：在放电阶段，soc较高的储能单元必须输出较高的放电电流，soc较低的储能单元需要释放出较低电量；在充电阶段，soc较高的储能单元的充电电流需要维持在较低水平，soc较低的储能单元需要获得较大的充电电流，以此达到均衡不同储能单元的soc的目的。由于传统下垂控制策略中不涉及soc，本发明的控制方法能够使得控制输出的电流随储能单元的soc变化而发生改变，保证储能单元的soc实现快速精确的均衡。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，每个所述储能单元对应的控制器执行控制所依据的控制方程为：udcj＝udcref-kj·idcj·gj；

式中，j表示所述分布式储能直流微电网中任一储能单元的编号，udcj表示第j个储能单元对应的控制器的输出电压，udcref表示预设的电压参考值，kj表示第j个储能单元对应的下垂系数，idcj表示第j个储能单元对应的控制器的输出电流，gj表示第j个储能单元对应的均衡因子，其为第j个储能单元的荷电状态值的函数。

本发明的进一步有益效果是：通过在原有的下垂系数中引入基于荷电状态soc的均衡因子，使各储能单元的充放电情况随其荷电状态值soc不断调整，达到快速平衡各储能单元的soc的目的，可以实现各储能单元soc的快速均衡，提高储能单元的寿命。

进一步，所述均衡因子式中，n表示第j个储能单元的荷电状态值soc的幂指数，取值为正数，r表示预设的大于1的任一正数，idcj＞0表示放电阶段，idcj＜0表示充电阶段。

本发明的进一步有益效果是：由于均衡因子是荷电状态值soc的幂函数，对于soc具有较高的分辨率。当soc达到均衡状态时，均衡因子大小相同，能够保证各储能单元的输出电流相同，soc状态保持同步。同时，由于均衡因子随着soc的状态不断发生变化，在保持供需平衡的情况下，能够在一定程度上保证线路电压维持稳定。

进一步，所述n的取值为小于10的任一正整数。

本发明的进一步有益效果是：由于储能单元的出力大小同均衡因子相关，通过调整n的大小，能够适宜调节均衡因子的大小，从而达到调节储能单元的均衡速率的目的。n取值为小于10，可以很好的平衡储能单元的负荷状态极限值与均衡速率的关系。

进一步，所述控制方程为：udcj＝udcref-kj·idcj·gj+rj·idcj，其中，rj表示第j个储能单元对应的线路阻抗。

本发明的进一步有益效果是：通过基于线路阻抗对soc均衡效果进行分析，确立线路阻抗对soc均衡效果具有重要影响，通过考虑线路阻抗的自适应下垂控制方法可以规避线路阻抗的影响，实现不同储能单元的soc高精度均衡，以解决各储能单元对应的线路阻抗存在差异而导致的soc均衡效果不理想的问题。

本发明还提供一种分布式储能直流微电网中储能单元的充放电控制系统，包括：所述分布式储能直流微电网中所有储能单元对应的控制器；

在放电阶段，第p个储能单元对应的所述控制器控制其放电，第q个储能单元对应的所述控制器控制其放电，且当socp＞socq时，所述第p个储能单元对应的所述控制器控制其放电的放电电流大于所述第q个储能单元对应的所述控制器控制其放电的放电电流；

在充电阶段，所述第p个储能单元对应的所述控制器控制其充电，所述第q个储能单元对应的所述控制器控制其充电，且当socp＞socq时，所述第p个储能单元对应的所述控制器控制其充电的充电电流大于所述第q个储能单元对应的所述控制器控制其充电的充电电流；

其中，p和q为所述分布式储能直流微电网中任意两个储能单元的编号，socp为所述第p个储能单元的荷电状态值，socq为所述第q个储能单元的荷电状态值。

本发明的有益效果是：在放电阶段，soc较高的储能单元必须输出较高的放电电流，soc较低的储能单元需要释放出较低电量；在充电阶段，soc较高的储能单元的充电电流需要维持在较低水平，soc较低的储能单元需要获得较大的充电电流，以此达到均衡不同储能单元的soc的目的。由于传统下垂控制策略中不涉及soc，本发明引入的控制器能够使得其控制输出的电流随储能单元的soc变化而发生改变，保证储能单元的soc实现快速精确的均衡。

进一步，每个所述储能单元对应的所述控制器执行控制所依据的控制方程为：udcj＝udcref-kj·idcj·gj，式中，j表示所述分布式储能直流微电网中任一储能单元的编号，udcj表示第j个储能单元对应的所述控制器的输出电压，udcref表示预设的电压参考值，kj表示第j个储能单元对应的下垂系数，idcj表示第j个储能单元对应的所述控制器的输出电流，gj表示第j个储能单元对应的均衡因子，其为第j个储能单元的荷电状态值的函数。

本发明的进一步有益效果是：通过在原有的下垂系数中引入基于荷电状态soc的均衡因子，使各储能单元的充放电情况随其荷电状态值soc不断调整，达到快速平衡各储能单元的soc的目的，可以实现各储能单元soc的快速均衡，提高储能单元的寿命。

进一步，所述均衡因子式中，n表示第j个储能单元的荷电状态值socj的幂指数，取值为正数，r表示预设的大于1的任一正数，idcj＞0表示放电阶段，idcj＜0表示充电阶段。

本发明的进一步有益效果是：由于均衡因子是荷电状态值soc的幂函数，对于soc具有较高的分辨率。当soc达到均衡状态时，均衡因子大小相同，能够保证各储能单元的输出电流相同，soc状态保持同步。同时，由于均衡因子随着soc的状态不断发生变化，在保持供需平衡的情况下，能够在一定程度上保证线路电压维持稳定。

进一步，所述n的取值为小于10的任一正整数。

本发明的进一步有益效果是：由于储能单元的出力大小同均衡因子相关，通过调整n的大小，能够适宜调节均衡因子的大小，从而达到调节储能单元的均衡速率的目的。n取值为小于10，可以很好的平衡储能单元的负荷状态极限值与均衡速率的关系。

进一步，所述控制方程为：udcj＝udcref-kj·idcj·gj+rj·idcj，其中，rj表示第j个储能单元对应的线路阻抗。

本发明的进一步有益效果是：通过基于线路阻抗对soc均衡效果进行分析，确立线路阻抗对soc均衡效果具有重要影响，本发明的控制器通过考虑线路阻抗，可以规避线路阻抗的影响，实现不同储能单元的soc高精度均衡控制，以解决各储能单元对应的线路阻抗存在差异而导致的soc均衡效果不理想的问题。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的一种分布式储能直流微电网的结构图；

图2为本发明另一个实施例提供的基于图1的等效电路图；

图3为本发明另一个实施例提供的一种分布式储能直流微电网中储能单元的充放电控制方法的控制特性示意图；

图4(a)为本发明另一个实施例提供的微电网soc均衡图；

图4(b)为本发明另一个实施例提供的微电网soc均衡图；

图5(a)为本发明另一个实施例提供的微电网发生扰动时soc均衡图；

图5(b)为本发明另一个实施例提供的微电网微电网发生扰动时soc均衡图；

图6(a)为本发明另一个实施例提供的控制方法与现有控制方法在soc均衡方面的差异示意图；

图6(b)为本发明另一个实施例提供的控制方法与现有控制方法在soc均衡方面的差异示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

一种分布式储能直流微电网中储能单元的充放电控制方法，在放电阶段，第p个储能单元对应的控制器控制其放电，第q个储能单元对应的控制器控制其放电，且当socp＞socq时，第p个储能单元对应的控制器控制其放电的放电电流大于第q个储能单元对应的控制器控制其放电的放电电流；在充电阶段，第p个储能单元对应的控制器控制其充电，第q个储能单元对应的控制器控制其充电，且当socp＞socq时，第p个储能单元对应的控制器控制其充电的充电电流大于第q个储能单元对应的控制器控制其充电的充电电流；其中，p和q为分布式储能直流微电网中任意两个储能单元的编号，socp为所述第p个储能单元的荷电状态值，socq为所述第q个储能单元的荷电状态值。

在放电阶段，soc较高的储能单元必须输出较高的放电电流，soc较低的储能单元需要释放出较低电量；在充电阶段，soc较高的储能单元的充电电流需要维持在较低水平，soc较低的储能单元需要获得较大的充电电流，以此达到均衡不同储能单元的soc的目的。由于传统下垂控制策略中不涉及soc，本发明的控制方法能够使得控制输出的电流随储能单元的soc变化而发生改变，保证储能单元的soc实现快速精确的均衡。

优选的，每个储能单元对应的控制器执行控制所依据的控制方程为udcj＝udcref-kj·idcj·gj，式中，j表示分布式储能直流微电网中任一储能单元的编号，udcj表示第j个储能单元对应的控制器的输出电压，udcref表示预设的电压参考值，kj表示第j个储能单元对应的下垂系数，idcj表示第j个储能单元对应的控制器的输出电流，gj表示第j个储能单元对应的均衡因子，其为第j个储能单元的荷电状态值的函数。

控制方程能够使得分布式储能直流微电网，在放电阶段每个储能单元的放电电流与其荷电状态值呈反比，在充电阶段每个储能单元的充电电流与其荷电状态值呈正比。

需要说明的是，控制过程可理解为，负载需要多大电压，是一定的，控制过程实际是控制的输出电流。现有方法，控制方程为udcj＝udcref-kj·idcj，udcj表示第j个储能单元对应的控制器的输出电压，kj表示第j个储能单元对应的下垂系数，idcj表示第j个储能单元对应的控制器的输出电流，每个储能单元，在任一负载状态下，输出电压确定，而下垂系数是常数，那么输出电流确定，而在本实施例中，在任一负载状态下，输出电压同样确定，下垂系数是荷电状态值soc的函数，即soc决定了输出电流。

引入均衡因子后的下垂控制方法，实现了分布式储能系统的soc平衡。在放电阶段，soc较高的储能单元必须输出较高的放电电流，soc较低的储能单元需要释放出较低电量；在充电阶段，soc较高的储能单元的充电电流需要维持在较低水平，soc较低的储能单元需要获得较大的充电电流，以此达到均衡不同储能单元的soc的目的。

本实施例通过在原有的下垂系数中引入基于荷电状态soc的均衡因子，使各储能单元的充放电情况随其荷电状态值soc不断调整，达到快速平衡各储能单元的soc的目的，可以实现各储能单元soc的快速均衡，提高储能单元的寿命。

优选的，控制方程为：式中，j表示分布式储能直流微电网中任一储能单元的编号，gj表示第j个储能单元对应的均衡因子，n表示第j个储能单元的荷电状态soc的幂指数，取值为正数，r表示预设的大于1的任一正数，udcref表示预设的每个储能单元对应的控制器的电压参考值，udcj表示第j个储能单元对应的控制器的输出电压，kj表示第j个储能单元对应的下垂系数，idcj表示第j个储能单元对应的控制器的输出电流，其中，idcj＞0表示放电阶段，idcj＜0表示充电阶段。

例如，如图1所示，分布式储能系统，经dc/dc转换器，获得直流输出电压udcj，通过阻抗为rj的线路阻抗连接到公共网络，给公共负荷供电。为了延长储能系统的使用寿命，储能系统的soc必须保持在一定的范围(20％-80％)，不能出现过充或者过放现象，否则影响储能系统的寿命。

需要说明的是，当使用现有的下垂控制方法对储能单元的充放电进行控制时，控制方程可以用下式表示：udcj＝udcref-kj·idcj，式中各符号含义同上，在此不再赘述。

公共电网的电压upcc＝udcj-rj·idcj，式中，upcc为公共电网的直流电压，rj为第j个储能单元所在线路的线路阻抗。由上述udcj和upcc表达式可知：式中，p、q是j的举例，代表任意两个储能单元的编号，其它标识符所示含义同上。

在实际的运行工况下，假设两个储能单元对应的控制器的参考电压相同，两个不同储能单元的输出电流的关系，可以表示为：由式可知，不同储能单元实际输出的输出电流不仅与下垂系数相关，还与每个储能单元所在线路的线路阻抗有关。

而在储能单元中，实际剩余荷电状态(stateofcharge，soc)较难估计，但储能单元的soc的计算公式为：式中，socjt表示为t时刻第j个储能单元的剩余荷电状态(soc)，socj0表示为初始时刻第j个储能单元的剩余荷电状态(soc)，cj为储能单元的容量，ijbat为第j个储能单元不经过控制器时的输出电流。

而在实际的储能系统运行过程中，为方便计算，往往忽略线路的损耗(即线路阻抗)以及dc/dc变换器的能量损耗，可得式：

式中，pj为第j个储能单元对公共负荷输出的有功功率，pjbat为第j个储能单元输出的有功功率，ujbat是第j个储能单元的输出电压，下标bat代表储能单元不经过控制器所实际输出的电压、电流或有功功率。

可以得到储能系统的剩余荷电状态随时间的变化率与储能系统输出功率等参数的关系：储能的剩余荷电状态变化率正比于输出电流。因此，若要平衡储能soc的差异，只能通过调整储能单元的输出电流，而采用传统下垂控制方法的微电网结构，由于下垂系数固定不变，故不具备平衡soc差异的功能。

因此，在原有的下垂系数中引入基于soc状态的均衡因子，可达到平衡soc的目的，控制方程为：如该式所示，gj为对第j个储能单元引入的soc均衡因子。

在储能单元放电阶段，soc越大的储能单元g值越小，此时放电电流的值越大，soc下降速率较快；反之，soc越小的储能单元放电速率越慢，soc下降速率越慢。同理，在充电阶段，soc越大的储能单元g值越大，此时充电电流越小，soc上升的速率越慢；反之，soc越小的储能单元充电速率越快，soc上升速率越快。

综上，在放点和充电两个阶段，本实施例提出的控制方法可实现soc的平衡。

此外，由于g是soc的幂函数，对于soc具有较高的分辨率。当soc达到均衡状态时，均衡因子g大小相同，能够保证储能单元输出的电流相同，soc状态保持同步；同时，由于g值随着soc的状态不断发生变化，在保持供需平衡的情况下，能够在一定程度上保证线路电压维持稳定。

优选是，n的取值为小于10的任一正整数。

由于储能单元的出力大小同均衡因子相关，通过调整n的大小，能够适宜调节均衡因子的大小，从而达到调节储能单元的均衡速率的目的。n取值为小于10，可以很好的平衡储能单元的负荷状态极限值与均衡速率的关系。

实施例二

在实施例一的基础上，控制方程为：udcj＝udcref-kj·idcj·gj+rj·idcj，其中，rj表示第j个储能单元对应的线路阻抗。

例如，图1中的电力系统经过简化得到图2，如图2所示，n个电压为udcref的电源经过电阻为mj(soc)和rj的阻抗相互并联，同时给阻抗为rload的电阻供电，upcc为公共点电压，idcj为第j个储能单元经过电阻为mj(soc)的电阻而输出的输出电流，由电路关系可以得到：

下标j代表第j个储能单元的相关变量，如idcj代表第j个储能单元的输出电流，rs是并联阻抗，n表示分布式储能直流微电网中储能单元的总个数，需要说明的是，每个储能单元对应的控制器的参考电压udcref相等。

引入soc均衡因子后，下垂系数实质变成了kj·gj，记作mj(soc)，表示改进后的下垂系数。此时每个储能单元输出的电流idcj与soc之间的关系，可以确定输出电流差异δidc与荷电状态差异δsoc之间的关系为：

式中δidcpq表示第p个储能单元和第q个储能单元的输出电流差异，由上式可以看出，该系统的soc均衡结果是储能单元的输出电流相同，即δidcpq等于0，此时mq(soc)-mp(soc)＝rp-rq，如果线路阻抗不存在差异，由于输出电流相同，储能单元的soc保持相同；如果线路阻抗存在差异，由于输出电流差异减少为零，不能实现soc的完全均衡。soc的差异同线路阻抗参数相关，阻抗参数差异越大，储能soc的均衡效果越差；反之效果越好。

图3中，对于直流微电网中采用传统下垂控制方法来实现功率自主分配的储能单元来说，线路阻抗参数的不匹配造成了功率分配精度的下降。图3中，横轴表示各个储能单元经过两个电阻实际输出的电流大小，纵轴表示各个储能单元经过两个电阻后实际输出的直流电压。实线lp(lq)表示传统下垂控制曲线，qp和qq表示采用传统下垂控制时各个储能单元经过两个电阻后实际输出的直流电压和电流的关系，由于线路阻抗不满足匹配条件，导致曲线qp和qq不一致，即如图所示，idc1和idc2不同，从而两个储能单元实际的输出电流存在差异，进而导致电流分配精度降低。

为此，本实施例提出自适应下垂功率分配方法，如图3所示，在功率分配不均的情况下，将下垂控制曲线lp(lq)自适应转变为l′p和l′q。此时，储能单元实际输出电压与输出电流的关系由qp和qq转变为q'1和q'2，则各个储能单元实际提供的电流大小变为i′dcp和i′dcq，因此，电流分配的差异△i得以消除，从而实现了直流微电网功率的自主分配和储能单元的即插即用功能。

为实现微网的自适应改进下垂控制，传统下垂控制表达式应修改为：为实现孤立直流微网的自适应改进下垂控制，传统下垂控制中的“电流-电压”下垂控制表达式应修改为：

udcj＝udcrefj-mj(soc)·idcj+hj·idcj

式中，hj为自适应虚拟电阻，表示对原始下垂控制曲线的更改。可以得出自适应下垂控制的两个储能单元输出的电流相对差异为：

当储能单元实现电流精确分配时，上式应为0，为此，自适应虚拟电阻hi(j＝1,2,...,n)应满足如下关系：

hj＝rj

考虑到在实际系统中，线路阻抗rj无法准确获取，本实施例在各储能单元的本地控制中引入直流公共母线的电压upcc代替线路电阻值，upcc和rj的转换关系可由式upcc＝udcj-rj·idcj得到，因此可得：

udcj＝udcrefj-mj(soc)·idcj+(udci-upcc)

由上式得到的udcj即为各储能单元中dc/dc变换器电压环的控制参考值而后经过电压和电流双环pi(proportional-integral)控制，即可得到dc/dc变换器的控制信号。

综上，将传统下垂控制优化为可提高微电网功率分配的精度。由可知，本文提出的改进下垂控制为本地分散式，只需在微网中共享直流母线电压信息，降低了对通信系统的要求，保证了系统运行的可靠性和储能单元的即插即用功能。

例如，基于图1所示的结构，其中直流母线电压upcc设定为480v，两个储能单元的输出电压容量udc为5ah，线路阻抗r1和r2分别为3ω和1.3ω，负载为5kw，此处使用50ω的电阻代替rload；进行仿真验证。

图4(a)和4(b)中，两个储能单元剩余荷电状态初始值soc1与soc2分别设定为满荷电状态的80％和70％。仿真结果如图4(a)所示，初始时刻一号储能单元输出电流明显大于二号储能单元，soc下降速率较快；经过500s左右时间，储能单元的剩余电荷容量基本保持一致，储能单元的soc差异下降0，并维持继续放电。同时储能单元的输出电压如图4(b)所示，在soc放电过程中，vdc1与vdc2的大小保持在475v左右，能够满足孤岛系统的稳定性需求；此外，由于储能单元的荷电状态持续下降，电压的大小略有降低。

图5(a)与5(b)中，为验证所提稳定性分析结果，本例在图4(a)和4(b)的基础上引入负荷扰动，在50s时投入一个大小为5kw的负荷(以50ω的电阻代替)，图5(a)和5(b)为仿真结果。如图所示，50s之前，soc差异值以一定的速率下降，电压值保持稳定；负荷投入以后，由于输出电流增加，soc的均衡速率有所提高，但从图中仍可看出稳定，输出电流有所增加，但输出电流的大小仍保持稳定。此外，由于负荷的增加，导致直流母线电压有所下降(20v左右的电压跌落)，但是电压仍然能够保持稳定性。由此，可以得出：在负荷波动较为剧烈的情况下，本实施例控制方法仍然具备平衡soc的功能，且能够保持系统的稳定性。

图6(a)及6(b)分别是引进本实施例自适应下垂控制方法之前和引进之后的soc变化过程。从图中可以看出，在引进自适应下垂控制之前，储能单元的soc值从0.1持续降低，由于线路阻抗存在差异，此时储能单元的输出电流差异仍然存在，导致soc差异值持续存在，最后不能获得完全均的结果，而且由前文可知，线路阻抗差异越大，soc均衡的结果越不理想；而在引进自适应下垂控制之后储能单元的soc差异趋于零，最后能够保持相同的速度放电，能够实现较为理想的均衡效果。

本实施例通过基于线路阻抗对soc均衡效果进行分析，确立线路阻抗对soc均衡效果具有重要影响，通过考虑线路阻抗的自适应下垂控制方法可以规避线路阻抗的影响，实现不同储能单元的soc高精度均衡，以解决各储能单元对应的线路阻抗存在差异而导致的soc均衡效果不理想的问题。

实施例三

一种分布式储能直流微电网中储能单元的充放电控制系统，包括：分布式储能直流微电网中所有储能单元对应的控制器；在放电阶段，第p个储能单元对应的所述控制器控制其放电，第q个储能单元对应的控制器控制其放电，且当socp＞socq时，第p个储能单元对应的控制器控制其放电的放电电流大于所述第q个储能单元对应的控制器控制其放电的放电电流；在充电阶段，第p个储能单元对应的所述控制器控制其充电，第q个储能单元对应的控制器控制其充电，且当socp＞socq时，第p个储能单元对应的控制器控制其充电的充电电流大于第q个储能单元对应的控制器控制其充电的充电电流；其中，p和q为分布式储能直流微电网中任意两个储能单元的编号，socp为第p个储能单元的荷电状态值，socq为第q个储能单元的荷电状态值。

在放电阶段，soc较高的储能单元必须输出较高的放电电流，soc较低的储能单元需要释放出较低电量；在充电阶段，soc较高的储能单元的充电电流需要维持在较低水平，soc较低的储能单元需要获得较大的充电电流，以此达到均衡不同储能单元的soc的目的。由于传统下垂控制策略中不涉及soc，本发明引入的控制器能够使得其控制输出的电流随储能单元的soc变化而发生改变，保证储能单元的soc实现快速精确的均衡。

关于每个储能单元对应的控制器执行控制操作所依据的控制方程同实时例一和实施例二，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。