混合储能系统基于荷电状态的功率分配方法.pdf

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1、第49卷第3期电力电子技术Vo1．49．No．32015年3月PowerElectronicsMarch2015混合储能系统基于荷电状态的功率分配方法丁若星，肖曦，王奎，田培根(清华大学，电机系，电力系统国家重点实验室，北京100084)摘要：混合储能系统中，不同形式储能装置间的功率分配通常采用基于滤波的方法，该类方法原理简单，但其滤波时间常数在不同工况下难以设计和调试，且难以推广应用到包含两种以上储能形式的复杂混合储能系统中。为此，这里提出一种以荷电状态(SOC)为依据，不依赖于频率的功率分配方法。该方法易于实现，适用于各种特性的功率波动，能自

2、动调整储能单元的SOC，并且可方便地推广到由两种以上储能形式组成的混合储能系统中。仿真和实验结果验证了所提方法的有效性。关键词：混合储能系统：荷电状态：功率分配中图分类号：TM912文献标识码：A文章编号：1000—100X(2015)03—0025—02APowerSharingStrategyBasedonSoCforHyb~dEnergyStorageSystemDINGRuo—xing，XIAOXi，WANGKui，TIANPei-gen(StateKeyLabofPower，DepartmentofElectricalEngineeri

3、ng，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Forahybridenergystoragesystemconsistingofsuper—capacitorandsecondarybattery，apowersharingmethodonlybasedonthestateofchargeisproposed，whichisadaptabletodiferentsituations，andcanbedesignedandextendedtootherenergystoragesystemsw

4、ithmorethantwotypesofstoragedeviceeasily．Thebatterycurrentandthedepthofdischargeofthebatterycanbereducedefectivelybymakingfulluseofsuper—capacitor，andthusitisprobablytoprolongbattery’Slife．Simulationandexperimentalresultsarepresentedtoverifythisstrategy．Keywords：hybridenergys

5、toragesystem；stateofcharge；powersharingFoundationProject：SupportedbyNationalHighTechnologyResearchandDevelopmentProgramofChina(863Plan)(No．2012AA050217)1引言能单元SOC为功率分配依据的思路。该方法易于设计和推广，无需调整参数或分析功率指令波动特超级电容的优势在于其循环寿命数十倍于能性．即能在考虑储能装置SOC基础上得到合理的量密度大的电池，且大电流充放电不影响寿命。将分配结果。仿真和实验证明了所

6、提方法的有效性。超级电容和磷酸铁锂电池组成混合储能系统，利用超级电容限制电池的充放电电流和循环次数．实2基于超级电容SoC的功率分配方法现混合储能系统内部不同储能形式之间功率合理2．1基本原则分配，是延长储能系统整体寿命的关键。最常用的电荷量是电流对时间的积分。反映了一段时混合储能系统功率分配方法是将功率波动高、低间内的累积效果，变化较电流平缓。若将超级电容频分量分别交由超级电容和电池处理[1-2】。另一种的荷电状态．s作为电池功率指令函数的自变量，思路是，构造电池电流与超级电容电流间的函数根据．s得到与之变化趋势相关的电池功率指令，关系，通过改

7、变超级电容电流来抑制电池电流幅将极大地减轻电池直接处理尖峰功率和频繁功率值增大。这种方法虽然能直接减小电池的充放电波动时对寿命的不利影响。电流，但可能造成储能装置SOC不受控制的偏移。2．2实现方法考虑到上述局限性，提出一种摒弃频率、以储定义5=(／u⋯)xlO0％，，⋯为超级电容的前端电压及其额定端电压。为保证超级电容具有处理功率波动所需的合基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)适的剩余容量，电池功率指令函数Ph．(S)的主(2012AA05O2l7)要设计目标之一是调整

8、s，使之始终维持在正常定稿日期：2014—05—20作者简介：丁

9、若星(1990一)，女，湖北武汉人，硕士研究生，范围内。可令Pb．耐与．s成线性关系：．s越接近上研究方向为微电网储能。限，则令电池的充