利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法技术

本发明专利技术公开了一种利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法。本发明专利技术一种利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法，包括：通过对下垂控制公式中参考电压进行改变,采用多智能体滑模控制策略实现超级UPS中的容量不同的电动汽车锂电池SOC一致，采用下垂控制、多智能体平均电压电流一致控制和末端控制，将电动汽车锂电池的电流输出值与容量的比值(电流标幺值)作为控制对象并引入滑模函数。本发明专利技术的有益效果：通过对下垂控制进行改进并使用多智能体技术且考虑了EV锂电池的实时容量衰减，实现了在超级UPS中容量不同的EV锂电池SOC一致，并维持了EV插拔情况下超级UPS直流母线电压的稳定。

Control method of flexible uninterruptible power supply using electric vehicle

【技术实现步骤摘要】
利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法
本专利技术涉及电动汽车领域，具体涉及一种利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法。
技术介绍
不间断电源(uninterruptedpowersystem,UPS)被广泛使用在数据中心、银行和核电站等。随着人们对供电可靠性要求的提高，超级UPS的概念被提了出来。随着能源紧缺和环境污染的矛盾日益突出，节能减排的电力系统运行技术受到关注。电动汽车可以近似看成一个储能，电动汽车在节能减排、遏制气候变暖以及保障石油供应安全等方面有着传统汽车无法比拟的优势，受到各国政府、汽车生产商以及能源企业的广泛关注。目前对电动汽车接入超级UPS过程中SOC(SOC(Stateofcharge),即荷电状态,用来反映电池的剩余容量,其数值上定义为剩余容量占电池容量的比值,常用百分数表示。)一致研究不多，尤其当考虑容量不同的电动汽车和电动汽车插拔时的情况。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法，包括：通过对下垂控制公式中参考电压进行改变,采用多智能体滑模控制策略实现超级UPS中的容量不同的电动汽车锂电池SOC一致，采用下垂控制、多智能体平均电压电流一致控制和末端控制，将电动汽车锂电池的电流输出值与容量的比值(电流标幺值)作为控制对象并引入滑模函数。在其中一个实施例中，所述下垂控制公式式中：Vdciref为第i个EV的直流母线侧参考电压；为修改后的三级电压控制输出值；mi为下垂系数；iti(t)为第i个EV的直流母线侧输出电流。在其中一个实施例中，智能体i的平均输出电流标幺值公式式中：和分别为智能体i和与智能体i邻接的智能体j的本地估计输出电流的标幺值平均值；为平均电流一致收益；zi(t)为滑模函数；iLipu(t)为智能体i的输出电流标幺值；iLi(t)为智能体i的输出电流；cei为智能体i的电池容量。多智能体平均电压一致控制协议，公式式中：和分别为智能体i和与智能体i邻接的智能体j的本地估计平均电压；vti(t)为智能体i的输出母线电压；为平均电压一致收益；|Ni|为智能体i的邻接智能体的数目。在其中一个实施例中，初始滑模函数如下：式中：ci(t)和cj(t)分别为智能体i的SOC值和与智能体i邻接的智能体j的SOC值；Ai(t)为与智能体i邻接的智能体j的SOC平均值。在其中一个实施例中，多智能体平均电压电流一致控制和末端控制后的输出电压式中：kp11和ki21为二级电压控制比例和积分增益；kp12和ki22为二级电流控制比例和积分增益；vref为给定参考电压。此处通过滑模函数和多智能体平均电流一致算法来实现接入超级UPS中的EV锂电池电流标幺值一致从而实现SOC一致,此处没有直接将SOC加入控制算法中，由于从库仑公式可以看出EV锂电池的SOC导数为本文所定义的EV锂电池电流标幺值，SOC一致即本文所定义的EV锂电池电流标幺值一致；通过多智能体平均电流电压一致算法和末端控制算法实现直流母线电压稳定。当智能体i的本地估计平均电压低于给定参考电压时，修改后的智能体i的参考电压会上升，反之下降。在其中一个实施例中，考虑电池实时容量衰减的自适应容量计算公式式中：csei为智能体i的实时电池容量估计值；ΔSOCi为在时间段t1到t2之间的智能体i的电池SOC衰减值；将其代入上述多智能体滑模控制中式中：isLipu(t)表示考虑实时电池容量衰减的智能体i的输出电流标幺值；表示考虑实时电池容量衰减的智能体i的本地估计输出电流标幺值平均值。在其中一个实施例中，将t1和t2之间的时间间隔设置为1秒。基于同样的专利技术构思，本申请还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现任一项所述方法的步骤。基于同样的专利技术构思，本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一项所述方法的步骤。基于同样的专利技术构思，本申请还提供一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行任一项所述的方法。本专利技术的有益效果：通过对下垂控制进行改进并使用多智能体技术且考虑了EV锂电池的实时容量衰减，实现了在超级UPS中容量不同的EV锂电池SOC一致，并维持了EV插拔情况下超级UPS直流母线电压的稳定。附图说明图1是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的电动汽车接入超级UPS的拓扑图。图2是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的电动汽车接入超级UPS的动作流程图。图3是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的改进的滑模函数示意图。(图中表示考虑实时电池容量衰减的智能体i的本地估计输出电流标幺值平均值；为智能体i的本地估计输出电流标幺值最大值。)图4是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的单个EV锂电池的控制框图。(其中公式(1)为)图5是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的净发电量情况下的光伏电源功率。图6是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的净发电量情况下的EV锂电池实时容量。图7是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的净发电量情况下的EV锂电池SOC响应。图8是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的净发电量情况下的EV锂电池实时电流标幺值。图9是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的净发电量情况下的超级UPS直流母线电压响应。图10是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的净负荷情况下的光伏电源功率。图11是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的净负荷情况下的EV锂电池实时容量。图12是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的净负荷情况下的EV锂电池SOC响应。图13是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的净负荷情况下的EV锂电池实时电流标幺值。图14是本专利技术一种利用电动汽车(EV)的永不断电柔性不间断电源(UPS)控制方法的净负荷情况下的超级UPS直流母线电压响应。具体实施方式...

【技术保护点】
1.一种利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法，其特征在于，包括：通过对下垂控制公式中参考电压进行改变,采用多智能体滑模控制策略实现超级UPS中的容量不同的电动汽车锂电池SOC一致，采用下垂控制、多智能体平均电压电流一致控制和末端控制，将电动汽车锂电池的电流输出值与容量的比值(电流标幺值)作为控制对象并引入滑模函数。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法，其特征在于，包括：通过对下垂控制公式中参考电压进行改变,采用多智能体滑模控制策略实现超级UPS中的容量不同的电动汽车锂电池SOC一致，采用下垂控制、多智能体平均电压电流一致控制和末端控制，将电动汽车锂电池的电流输出值与容量的比值(电流标幺值)作为控制对象并引入滑模函数。


2.如权利要求1所述的利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法，其特征在于，所述下垂控制公式
式中：Vdciref为第i个EV的直流母线侧参考电压；为修改后的三级电压控制输出值；mi为下垂系数；iti(t)为第i个EV的直流母线侧输出电流。


3.如权利要求1所述的利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法，其特征在于，列出智能体i的平均输出电流标幺值公式









式中：和分别为智能体i和与智能体i邻接的智能体j的本地估计输出电流的标幺值平均值；为平均电流一致收益；zi(t)为滑模函数；iLipu(t)为智能体i的输出电流标幺值；iLi(t)为智能体i的输出电流；cei为智能体i的电池容量；
多智能体平均电压一致控制协议，公式
式中：和分别为智能体i和与智能体i邻接的智能体j的本地估计平均电压；vti(t)为智能体i的输出母线电压；为平均电压一致收益；|Ni|为智能体i的邻接智能体的数目。


4.如权利要求3所述的利用电动汽车的永不断电柔性不间断电源控制方法，其特征在于，初始滑模函数如下：






式中：ci(t)和cj(t)分别为智能体i的SOC值和与智能体i邻接的智能体j的SOC值；Ai(t)为与智能体i邻接的智能体j的...

【专利技术属性】
技术研发人员：许德智，杨玮林，夏岩，毕恺韬，张伟明，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32