一种虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法组成比例

一种虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法，属于直流微网储能单元DC/DC变换器控制方法领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤1001，计算蓄电池需要承担的总功率；步骤1002，录入各蓄电池最大容量，采集各蓄电池当前荷电状态信息；步骤1003，根据蓄电池功率分配流程，计算得到每一个蓄电池在n次功率分配后分配到的功率；步骤1004，计算得到虚拟直流发电机输出的电枢电流；步骤1005，根据电枢电流通过PWM控制输出作用于直流变换器的信号。通过本虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法，针对总容量不同，荷电状态不同的蓄电池进行功率分配，从而减少各个不同容量蓄电池的荷电状态差值，解决蓄电池因功率分配不均而提前退出充电/放电等问题。

A state of charge equalization power distribution method under virtual DC generator control

【技术实现步骤摘要】
一种虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法
一种虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法，属于直流微网储能单元DC/DC变换器控制方法领域。
技术介绍
目前，为了解决直流微网惯性低的问题，提出了各种解决方法，虚拟直流发电机控制方法是其中一种。然而目前对于虚拟直流发电机控制方法主要停留在单个储能单元的情况，对于多台电源侧虚拟直流发电机的情况的研究较少。对于多台电源侧虚拟直流发电机的情况，其主要存在的问题是虚拟直流发电机直接并联功率分配的问题。一旦出现功率分配不均的情况会导致蓄电池过冲过放或提前退出充放电等问题，损害电池寿命，影响系统运行安全。虽然在现有技术中实现功率分配的方法，一般是根据蓄电池的最大容量进行分配，使蓄电池放电电流与容量成正比，进而使SOC均匀下降。但是这种功率分配方法只适用于初始荷电状态(StateofCharge，简称SOC)相等的蓄电池，而在实际应用中蓄电池经常启始于不同的初始荷电状态，在这种情况下应用现有的最大容量进行分配的方法，仍旧会导致蓄电池出现过冲过放或提前退出充放电的问题，故在应用中受到诸多制约。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种针对总容量不同，荷电状态不同的蓄电池进行功率分配，从而减少各个不同容量蓄电池的荷电状态差值，解决蓄电池因功率分配不均而提前退出充电/放电等问题的虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1001，计算蓄电池需要承担的总功率；步骤1002，录入各蓄电池最大容量，采集各蓄电池当前荷电状态信息；步骤1003，根据蓄电池功率分配流程，计算得到每一个蓄电池在n次功率分配后分配到的功率；步骤1004，计算得到虚拟直流发电机输出的电枢电流；步骤1005，根据电枢电流通过PWM控制输出作用于直流变换器的信号。优选的，步骤1003中所述的蓄电池功率分配流程，包括如下步骤：步骤1003-1，设定蓄电池参考容量，对所有蓄电池设置虚拟容量，使所有蓄电池的容量与参考容量相同；步骤1003-2，计算包含虚拟容量在内时，每一个蓄电池第一次功率分配实际承担功率、虚拟容量第一次功率分配承担功率以及第一次功率分配剩余功率；步骤1003-3，将第一次功率分配剩余功率作为第二次功率分配的总功率，计算得出蓄电池第二次功率分配实际承担功率、虚拟容量第二次功率分配承担功率和第二次功率分配剩余功率；步骤1003-4，根据步骤1003-2～步骤1003～3，将第(n-1)次功率分配剩余功率作为第n次功率分配的总功率，计算得出蓄电池第n次功率分配实际承担功率，虚拟容量第n次功率分配承担功率，第n次功率分配剩余功率；步骤1003-5，计算得到每一个蓄电池在n次功率分配后分配到的功率。优选的，步骤所述1003-5中所述每一个蓄电池n次功率分配后分配到的功率为蓄电池n次功率分配实际承担功率之和，其中第i个蓄电池分配到的功率Pbati为：式中，Pbat为蓄电池在微网运行中所要承担的总功率；Cmax为蓄电池的参考容量，k为人为设定的数值，Ct为第t个蓄电池的容量，Ci为第i个蓄电池的容量。优选的，所述的蓄电池参考容量的设定标准为：参考容量的值大于等于所有蓄电池中容量最高的一个蓄电池的容量值。优选的，所述的第一次功率分配剩余功率为所有蓄电池虚拟容量一次承担功率之和与现有技术相比，本专利技术所具有的有益效果是：1、通过本虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法，针对总容量不同，荷电状态不同的蓄电池进行功率分配，从而减少各个不同容量蓄电池的荷电状态差值，解决蓄电池因功率分配不均而提前退出充电/放电等问题。2、通过本虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法，适于多台电源侧虚拟直流发电机，能够在不同容量的储能单元间使用。3、通过设置参考容量，然后以该参考容量为基准对其他蓄电池分别增设虚拟容量，将其他蓄电池的容量虚拟增大至该参考容量后进行功率分配，以此来解决功率分配不均匀的问题。4、通过本虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法，面向初始荷电状态相同的储能单元，能够达到荷电状态均匀变化的效果；面向初始荷电状态不同的储能单元，能够达到根据差值幅度均衡储能单元间荷电状态的作用，差值越大，趋近速度越快。当荷电状态相等时，恢复到荷电状态均匀变化的效果。附图说明图1为虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法流程图。具体实施方式图1是本专利技术的最佳实施例，下面结合附图1对本专利技术做进一步说明。如图1所示，一种虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法(以下简称分配方法)，包括如下步骤：步骤1001，计算蓄电池需要承担的总功率；在本分配方法中，以光储直流微网为例，蓄电池所要承担的功率为光伏电源输出功率与负载消耗功率之差和维持直流微网母线电压稳定的补偿功率之和，即光储直流微网运行时储能单元需要承担的功率为：式中，Pbat.n为蓄电池所要承担的功率；Ppv为光伏单元输出的总功率；Uref为母线参考电压；Ubat与Ibat分别为负载电压与负载电流。为了减小光储直流微网在运行过程中的母线电压偏差，维持微网安全稳定运行，故增加一个功率补偿环节，蓄电池所要承担的补偿功率为：Pbat.c＝K(Uref-Ubus)×Uref(2)式中，Pbat.c为蓄电池所要承担的补偿功率；Ubus为母线的实际电压；Ibus为母线的实际电流；K为电压调节系数；Uref为母线参考电压。故蓄电池在微网运行中所要承担的总功率Pbat为：Pbat＝Pbat.n+Pbat.c(3)式中，Pbat.c为蓄电池所要承担的补偿功率，Pbat.n为蓄电池所要承担的功率。步骤1002，录入各蓄电池最大容量，采集各蓄电池当前荷电状态信息。步骤1003，根据蓄电池功率分配流程，计算得到每一个蓄电池在n次功率分配后分配到的功率；蓄电池功率分配流程，进一步包括如下步骤：步骤1003-1，设定蓄电池参考容量，对所有蓄电池设置虚拟容量，使所有蓄电池的容量等于参考容量；在本分配方法中，设蓄电池的总数为m，并定义蓄电池承担的总功率为Pbat，定义SOC为蓄电池的当前容量与总容量的比值，如式(4)所示：式中，SOCi为第i个蓄电池的荷电状态；Cbatr.i与Cbat.i分别为第i个蓄电池当前的剩余容量与总容量。蓄电池的总容量乘以其自身的SOC可以得到蓄电池当前的剩余容量。故在各个蓄电池的总容量相同的时候，根据各个蓄电池SOC进行功率分配可以理解为根据各个蓄电池的剩余容量进行分配。SOC的计算方式采用电荷累积法，在此基础上提出根据蓄电池SOC的功率分配方式为：式中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1001，计算蓄电池需要承担的总功率；/n步骤1002，录入各蓄电池最大容量，采集各蓄电池当前荷电状态信息；/n步骤1003，根据蓄电池功率分配流程，计算得到每一个蓄电池在n次功率分配后分配到的功率；/n步骤1004，计算得到虚拟直流发电机输出的电枢电流；/n步骤1005，根据电枢电流通过PWM控制输出作用于直流变换器的信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1001，计算蓄电池需要承担的总功率；
步骤1002，录入各蓄电池最大容量，采集各蓄电池当前荷电状态信息；
步骤1003，根据蓄电池功率分配流程，计算得到每一个蓄电池在n次功率分配后分配到的功率；
步骤1004，计算得到虚拟直流发电机输出的电枢电流；
步骤1005，根据电枢电流通过PWM控制输出作用于直流变换器的信号。


2.根据权利要求1所述的虚拟直流发电机控制下荷电状态均衡功率分配方法，其特征在于：步骤1003中所述的蓄电池功率分配流程，包括如下步骤：
步骤1003-1，设定蓄电池参考容量，对所有蓄电池设置虚拟容量，使所有蓄电池的容量与参考容量相同；
步骤1003-2，计算包含虚拟容量在内时，每一个蓄电池第一次功率分配实际承担功率、虚拟容量第一次功率分配承担功率以及第一次功率分配剩余功率；
步骤1003-3，将第一次功率分配剩余功率作为第二次功率分配的总功率，计算得出蓄电池第二次功率分配实际承担功率、虚拟容量第二次功率分配承担功率和第二次功率分配剩余功率；
步骤1003-4，根据步骤100...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新慧，王正男，彭克，陈羽，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37