微网系统中储能电池荷电状态估计方法.pdf

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1、第50卷第l1期电力电子技术Vo1．50，No．112016年11月PowerElectronicsNovember2016微网系统中储能电池荷电状态估计方法陈媛媛，杨子龙，王一波，许洪华(中国科学院电工研究所，北京100190)摘要：蓄电池作为储能设备，其荷电状态(SOC)是整个电池储能系统的重要参数。采用戴维南模型构造了电池数学模型，并建立状态空间方程。模型参数的辨识采用恒流间歇放电实验法求得。计算各参数的初值，拟合各参数与SOC之间的函数关系，结合模型的电气特性建立状态空间方程并利用Maflab仿真出电压数据。对仿真、实验电压数据进行对比，按照

2、无约束非线性优化的方法在两者差值最小时在线搜索出最佳的参数估计。所辨识的参数能够很好地模拟电池性能，误差在1％内。采用扩展卡尔曼估算方法来进行SOC估算，通过实验验证了此估算方法具有很高的估算精度，误差在4％以内。关键词：储能电池；荷电状态：参数估计中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1000-100X(2016)11-0069—04StateofChargeEstimationofEnergyStorageBatteryinMicro-gridSystemsCHENYuan—yuan，YANGZi—long，WANGYi—bo，XUHong

3、·hua(InstituteofElectricalEngineeringChineseAcademyofSciences，Beijing100190，China)Abstract：Thebatteryastillenergystoragedevice，itsstateofcharge(soc)isaJ1impo~antparameteroftheentirebatteryenergystoragesystem．Theveninmodelisusedasthebatterymathematicalmodel，andthestate-spaceequa

4、-tionsareestabHshed．Theidentificationresultofthemodelparametersusestheconstantcurrentintermittentdischargetestmethod．Theinitialvalueofeachparameteriscalculated，itfitsthefunctionrelationshipsbetweentheparametersandtheSOC．Asetofstate-spaceequationscombinedwiththeelectricalcharact

5、eristicsofthemodelareestablished．andtheemulationalvoltagedataareobtainedbyusingMaflab．Comparedwitllthesimulationandexperimentalvoltagedata，thebestparameterestimationaccordingwithunconstrainednonlinearoptimizationmethodsbytheminimumdif-ferencebetweenthetwokindsofdataissearchedou

6、t．Itsimulatesthebatteryperformanceverywelltousetheiden—tillableparameters，theerorwithinl％．ExtendedKalmanestimationmethodisusedtoestimatetheSOC，anditfinal-lyverifiesthisestimationmethodhasahighaccuracyofestimationthroughlaboratory．theelrorwithin4％．Keywords：energystoragebattery；s

7、tateofcharge；parameterestimationFoundationProject：SupposedbyNationalHi【ghTechnologyResearchandDevelopmentProgramofChina(863)(N0．2015AA050101)；ApplicationofNewEnergyStorageBakeryinPhotovoltaicPowerGenerationSystem(No．2015-GX-101A)1引言还实现了输出功率波动的平滑效果[21。要想实现对铅酸蓄电池的合理利用，提高整个储能系统的可电

8、池作为储能设备，因设施占用面积少、无污靠性和效率，就必须准确估算电池的SOC。然而，染、存储容量大而被大力推