一種超級電容充放電過程切換控制方法
【專利摘要】一種超級電容充放電過程切換控制方法，包括如下步驟：步驟一、超級電容充放電過程動態模型設計；步驟二、超級電容的充放電模型變換設計；步驟三、超級電容的充放電切換控制器設計；步驟四，電容充放電的執行。此方法簡潔、易用，可用于指導實際的超級電容充放電過程控制。
【專利說明】一種超級電容充放電過程切換控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超級電容充放電過程的切換控制方法。
【背景技術】
[0002]在目前的分布式電網中，風能、太陽能等可再生能源的比重越來越大。由于這些能源的電源輸出功率受環境因素影響具有間歇性和隨機性，將導致其并網后對電力系統的安全性和穩定性造成諸多不利影響。通常給可再生能源配置一定比例的靜態無功補償器可以快速補償其無功功率，維持接入電網處電壓穩定，而對于有功功率補償，需要在可再生能源電源側配置一定容量的儲能系統。通過優化控制儲能系統和這些能源電源的運行(即儲能系統的功率配置)，平抑可再生能源電源注入電力系統的功率波動，使其輸出功率滿足電力系統安全穩定運行的要求。同時，為使儲能系統具備大容量和大功率性能，通常采用能量型儲能介質(如蓄電池)和功率型儲能介質(如超級電容)混合組成儲能系統。其中，功率型儲能介質(如超級電容)的能量密度小、功率密度大，且高倍率充-放電不會損害其性能。因此，在優化控制儲能系統和這些能源電源的運行過程中，需要給出有效的優化控制策略以實現儲能系統合理、有效的充放電功率配置。
[0003]經過對現有的關于超級電容充放電切換控制技術文獻的檢索發現，目前根據不同儲能介質的特性，用自動狀態機控制方法實現風能、太陽能等發電系統的儲能控制，或結合多滯環PID調節控制策略，研究適用于微網的超級電容儲能系統。進一步，在儲能介質離散時間數學模型的基礎上，研究功率型儲能介質組成的儲能系統，利用模糊控制策略實現儲能優化控制。這些成果通常側重于儲能過程機理分析，同時在儲能功率配置控制器設計中沒有顯式地考慮不同儲能單元的物理約束、荷電量等限制，及各儲能單元的充-放電過程的不同特性。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種基于切換系統的共同控制Lyapunov函數，構造一個解析的無約束切換狀態反饋控制律，其中控制律的可調參數間接反映了閉環狀態趨于平衡點的速率，從而實現超級電容充放電切換控制。本設計方法容易理解，使用方便。其中主要執行部分通過MATLAB實現，技術簡單，運算量較小。
[0005]本發明為了解決上述技術問題采用的技術方案為:
[0006]步驟一、根據超級電容充放電機理，并查閱相關文獻，建立超級電容充放電過程動態模型，并通過適當假設來簡化該模型。超級電容充放電過程動態模型設計以超級電容的剩余荷電狀態，的變化表示充放電過程，荷電狀態等于剩余電量/最大儲能電量；應用能量守恒原理，建立超級電容的充放電過程的動態數學模型，如下:
[0007]+(I)
dt
【權利要求】
1.一種超級電容充放電過程切換控制方法，包括如下步驟: 步驟一、根據超級電容充放電機理，建立超級電容充放電過程動態模型，并通過適當假設來簡化該模型；超級電容充放電過程動態模型設計以超級電容的剩余荷電狀態的變化表示充放電過程，荷電狀態等于剩余電量/最大儲能電量，應用能量守恒原理，建立超級電容的充放電過程的動態數學模型，如下:
【文檔編號】H02J7/00GK103904734SQ201410085603
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月10日 優先權日:2014年3月10日
【發明者】宋秀蘭, 俞立, 孟利民, 彭宏 申請人:浙江工業大學