一种基于电池与超级电容的超级电容端电压控制方法

摘要

本发明公开一种基于电池与超级电容的超级电容端电压控制方法，包括以下步骤：1）计算可再生能源输出功率的中低频分量与高频分量；2）采用超级电容补偿可再生能源输出功率波动的高频分量，电池补偿可再生能源输出功率波动的中低频分量；3）根据超级电容的剩余容量对超级电容输出功率进行修正，得到超级电容的输出功率参考值。使得在利用电池与超级电容补偿可再生能源输出功率波动中的中低频分量与高频分量的同时，根据超级电容的剩余能量对其输出功率进行修正，以达到有效地控制超级电容端电压的目的，该方法可以在抑制可再生能源输出功率波动的同时，避免超级电容端电压越限。

主权项

一种基于电池与超级电容的超级电容端电压控制方法，其特征在于,电池与超级电容通过各自的DC/DC变换器连接到直流母线处，再通过DC/AC变换器连接到交流母线处；可再生能源发电系统直接连接到交流母线处；交流母线再通过静态开关与配电网相连，与超级电容和电池连接的DC/DC变换器采用恒功率控制；超级电容端电压控制方法包括以下步骤：1)计算可再生能源输出功率的中低频分量P_{bat_ref}与高频分量P_{sc_ref}；2)采用超级电容补偿可再生能源输出功率的高频分量P_{sc_ref}，电池补偿可再生能源输出功率的中低频分量P_{bat_ref}；3)根据超级电容的剩余容量SOC_sc对超级电容输出功率P_sc进行修正，得到超级电容的输出功率参考值；所述步骤1)中的可再生能源输出功率的高频分量P_{sc_ref}的计算公式：式中：P_w为可再生能源输出功率，T_sc为一阶巴特沃兹低通滤波器的滤波时间常数；可再生能源输出功率的中低频分量P_{bat_ref}的计算公式：式中：P_w为可再生能源输出功率；T_bat和T_sc为一阶巴特沃兹低通滤波器的滤波时间常数，P_sc为超级电容输出功率，T_sc<T_bat；所述步骤3)超级电容的剩余容量SOC_sc根据超级电容的端电压U_sc获得，所述超级电容的剩余容量SOC_sc与超级电容端电压U_sc成比例关系；根据超级电容的剩余容量SOC_sc对超级电容输出功率P_sc进行修正包括以下情况：31)当超级电容端电压U_sc为高限区时，即U_{sc_up}＜U_sc≤U_{sc_max}时，超级电容端电压U_sc的控制方法是少充多放；32)正常工作区：即U_{sc_down}≤U_sc≤U_{sc_up}时，超级电容与电池输出功率不做调整；33)当超级电容端电压U_sc为低限区时，即U_{sc_min}≤U_sc＜U_{sc_down}时，超级电容端电压U_sc的控制方法是少放多充；所述U_{sc_min}为超级电容端电压的下限，U_{sc_max}为超级电容端电压的上限；U_{sc_down}为超级电容端电压的下限判断条件值，U_{sc_up}为超级电容端电压的上限判断条件值。