本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，特別是涉及一種平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

微電網(wǎng)也稱為微網(wǎng)，是指由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。聯(lián)絡(luò)線是指在發(fā)電廠(發(fā)配電系統(tǒng))和電網(wǎng)之間起聯(lián)接作用的專用導(dǎo)線，也就是說(shuō)通過(guò)它可以將發(fā)電廠(發(fā)配電系統(tǒng))發(fā)出的電能傳送到電網(wǎng)當(dāng)中，也可以將電網(wǎng)上的電能傳回到發(fā)電廠(發(fā)配電系統(tǒng))。

隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)能及太陽(yáng)能等大量分布式可再生能源可以通過(guò)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成滿足要求的電能接入微網(wǎng)中。然而分布式可再生能源由于有功出力間歇性，容易導(dǎo)致微網(wǎng)功率不穩(wěn)定，進(jìn)而導(dǎo)致聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率產(chǎn)生波動(dòng)。為了維持微網(wǎng)內(nèi)負(fù)荷與可再生能源變化時(shí)微網(wǎng)功率平衡，需要增加儲(chǔ)能單元來(lái)提供能量緩沖。既并網(wǎng)逆變器能夠成功模擬同步發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵在于是否配置可持續(xù)調(diào)控能力的儲(chǔ)能單元。由鋰電池和超級(jí)電容器組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)(hybridenergystoragesystem，簡(jiǎn)稱hess)具有響應(yīng)快速、短時(shí)吞吐功率能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可以很好的作為微網(wǎng)中具有可持續(xù)調(diào)控能力的儲(chǔ)能單元，提供能量緩沖，平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)。但是，目前混合儲(chǔ)能系統(tǒng)未能充分考慮到鋰電池荷電狀態(tài)的實(shí)時(shí)更新，導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際充放電能量的大小，進(jìn)而無(wú)法準(zhǔn)確有效的平抑微網(wǎng)中的功率波動(dòng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)的方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)更新混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中鋰電池荷電狀態(tài)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際充放電能量的大小，進(jìn)而準(zhǔn)確有效的平抑微網(wǎng)中的功率波動(dòng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)的方法，所述方法包括：

獲取分布式可再生能源發(fā)電功率和聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率；

獲取每塊電池的充放電時(shí)間以及每塊所述電池的充放電流；

獲取電池電荷量的補(bǔ)償量；所述補(bǔ)償量包括效率補(bǔ)償量和自放電補(bǔ)償量；

根據(jù)所述充放電時(shí)間、所述充放電流以及所述補(bǔ)償量，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量；

根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量、所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率、所述分布式可再生能源發(fā)電功率，計(jì)算每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率和超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率。

可選的，所述方法還包括：

根據(jù)所述每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率和所述超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率，計(jì)算混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出/輸入功率；

根據(jù)所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出/輸入功率，對(duì)微網(wǎng)功率波動(dòng)進(jìn)行平抑。

可選的，所述獲取電池電荷量的補(bǔ)償量，具體包括：

獲取影響電池電荷量的因子；所述因子包括環(huán)境溫度值、充放電電流倍率以及自放電電量；

根據(jù)所述因子，獲取電池電荷量的補(bǔ)償量。

可選的，所述根據(jù)所述因子，獲取電池電荷量的補(bǔ)償量，具體包括：

獲取多組因子數(shù)據(jù)；每組所述因子數(shù)據(jù)包括同一時(shí)刻的所述環(huán)境溫度值、所述充放電電流倍率以及所述自放電電量；

對(duì)各組所述因子數(shù)據(jù)中的所述環(huán)境溫度值、所述充放電電流倍率進(jìn)行函數(shù)擬合，獲取關(guān)于所述環(huán)境溫度、所述充放電電流倍率與所述充放電效率的關(guān)系式；

根據(jù)所述關(guān)系式、上一時(shí)刻環(huán)境溫度值、上一時(shí)刻充放電電流倍率，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻充放電效率補(bǔ)償量；

根據(jù)各組所述因子數(shù)據(jù)中的自放電電量和公式q自放電＝λ·h(1)，

獲取電池電荷量的自放電補(bǔ)償量；其中公式(1)中的q自放電表示電池自放電電荷量；λ表示電池靜置單位時(shí)間自放電量；h表示電池靜置時(shí)間。

可選的，所述根據(jù)所述充放電時(shí)間、所述充放電流以及所述補(bǔ)償量，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量，具體包括：根據(jù)以下公式確定當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量：

其中，q表示當(dāng)前時(shí)刻電池電荷量，q0表示上一時(shí)刻電池電荷量，η表示當(dāng)前時(shí)刻充放電效率補(bǔ)償量，i表示電池充放電流，t表示電池充放電時(shí)間，λ表示電池靜置單位時(shí)間自放電量；h表示電池靜置時(shí)間，+、-分別表示電池對(duì)應(yīng)充電和放電過(guò)程。

可選的，所述根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量、所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率、所述分布式可再生能源發(fā)電功率，計(jì)算每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率和超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率，具體包括：

根據(jù)所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率和所述分布式可再生能源發(fā)電功率，確定超級(jí)電容濾波時(shí)間；

根據(jù)所述分布式可再生能源發(fā)電功率和所述超級(jí)電容濾波時(shí)間，采用一階巴特沃茲低通濾波器，計(jì)算聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率一次目標(biāo)值；所述一階巴特沃茲低通濾波器的表達(dá)式為τ表示一階巴特沃茲低通濾波器的濾波時(shí)間；所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率的表達(dá)式為pl＝pdg+psc+pb(4)，pl表示聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率，pdg表示分布式可再生能源發(fā)電功率，psc表示超級(jí)電容輸出/輸入功率，pb表示電池輸出/輸入功率；其中，當(dāng)pl大于零時(shí)，表示微網(wǎng)向電網(wǎng)放電；當(dāng)pl小于零時(shí)，表示電網(wǎng)向微網(wǎng)放電，超級(jí)電容和電池為充電狀態(tài)；所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率一次目標(biāo)值的計(jì)算公式為τsc表示超級(jí)電容的濾波時(shí)間；

將所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率一次目標(biāo)值與所述分布式可再生能源發(fā)電功率做差，得到所述超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率；所述超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率的表達(dá)式為

根據(jù)所述超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率，確定電池濾波時(shí)間；

根據(jù)所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率一次目標(biāo)值和所述電池濾波時(shí)間，采用一階巴特沃茲低通濾波器，計(jì)算聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率二次目標(biāo)值；所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率二次目標(biāo)值的計(jì)算公式為τb表示電池的濾波時(shí)間；

根據(jù)所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率二次目標(biāo)值和所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量，計(jì)算每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率。

可選的，所述根據(jù)所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率二次目標(biāo)值和所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量，計(jì)算每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率，具體包括：

將所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率一次目標(biāo)值與所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率二次目標(biāo)值做差，獲取所述電池實(shí)際輸出/輸入功率；所述電池實(shí)際輸出/輸入功率的表達(dá)式為

根據(jù)所述實(shí)際電池輸出/輸入功率和所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量，獲取每塊電池的實(shí)際充放電時(shí)間；

根據(jù)每塊電池的實(shí)際充放電時(shí)間，計(jì)算每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率。

本發(fā)明還提供了一種平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

第一獲取模塊，用于獲取分布式可再生能源發(fā)電功率和聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率；

第二獲取模塊，用于獲取每塊電池的充放電時(shí)間以及每塊所述電池的充放電流；

第三獲取模塊，用于獲取電池電荷量的補(bǔ)償量；所述補(bǔ)償量包括效率補(bǔ)償量和自放電補(bǔ)償量；

第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述充放電時(shí)間、所述充放電流以及所述補(bǔ)償量，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量；

第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量、所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率、所述分布式可再生能源發(fā)電功率，計(jì)算每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率和超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率。

可選的，所述系統(tǒng)還包括：

第三計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率和所述超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率，計(jì)算混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出/輸入功率；

平抑模塊，用于根據(jù)所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出/輸入功率，對(duì)微網(wǎng)功率波動(dòng)進(jìn)行平抑。

可選的，所述第三獲取模塊，具體包括：

第一獲取單元，用于獲取影響電池電荷量的因子；所述因子包括環(huán)境溫度值、充放電電流倍率以及自放電電量；

第二獲取單元，用于根據(jù)所述因子，獲取電池電荷量的補(bǔ)償量。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：本發(fā)明提供了一種平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)的方法及系統(tǒng)，所述方法首先獲取分布式可再生能源發(fā)電功率、聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率、每塊電池的充放電時(shí)間、每塊所述電池的充放電流以及電池電荷量的補(bǔ)償量；所述補(bǔ)償量包括效率補(bǔ)償量和自放電補(bǔ)償量；然后根據(jù)所述充放電時(shí)間、所述充放電流以及所述補(bǔ)償量，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量，再者根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量、所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率、所述分布式可再生能源發(fā)電功率，計(jì)算每塊電池輸出/輸入功率和超級(jí)電容輸出/輸入功率，準(zhǔn)確獲取混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出/輸入功率。因此采用本發(fā)明提供的方法或者系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)獲取混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中鋰電池電荷量，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際充放電能量的大小，進(jìn)而準(zhǔn)確有效的平抑微網(wǎng)中的功率波動(dòng)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例電池soc值與電池充放電時(shí)間關(guān)系圖；

圖3為平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)方法的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)的方法及系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)更新混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中鋰電池荷電狀態(tài)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際充放電能量的大小，進(jìn)而準(zhǔn)確有效的平抑微網(wǎng)中的功率波動(dòng)。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的解決方案是：首先采用一階巴特沃茲低通濾波器，將變化的分布式發(fā)電有功功率信號(hào)pdg經(jīng)過(guò)不同的濾波時(shí)間常數(shù)和一系列運(yùn)算后分離得到鋰電池和超級(jí)電容器輸出功率參考值，依據(jù)功率波動(dòng)大小選擇儲(chǔ)能方式。鋰電池的儲(chǔ)能容量和充放電速度決定了其適合平抑小功率波動(dòng)，超級(jí)電容由于高功率密度和響應(yīng)速度，能更好的應(yīng)對(duì)大功率波動(dòng)。

本發(fā)明在傳統(tǒng)平滑控制的基礎(chǔ)上，引入自學(xué)習(xí)人工智能方法提高荷電狀態(tài)的計(jì)算精度，增減鋰電池輸入輸出功率，利用電池的荷電狀態(tài)反饋值調(diào)節(jié)平滑控制參數(shù)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸入輸出功率。

自主學(xué)習(xí)人工智能方法是一種迭代學(xué)習(xí)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，基于荷電狀態(tài)反饋的自學(xué)習(xí)平滑儲(chǔ)能控制考慮了電池使用次數(shù)增加之后電池老化、轉(zhuǎn)換效率和自放電問(wèn)題。

實(shí)施例一

圖1為本發(fā)明實(shí)施例平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)方法的流程示意圖，如圖1所示，本發(fā)明提供的平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)方法具體包括以下步驟：

步驟101：獲取分布式可再生能源發(fā)電功率和聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率；

步驟102：獲取每塊電池的充放電時(shí)間以及每塊所述電池的充放電流；

步驟103：獲取電池電荷量的補(bǔ)償量；所述補(bǔ)償量包括效率補(bǔ)償量和自放電補(bǔ)償量；

步驟104：根據(jù)所述充放電時(shí)間、所述充放電流以及所述補(bǔ)償量，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量；

步驟105：根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量、所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率、所述分布式可再生能源發(fā)電功率，計(jì)算每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率和超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率；

步驟106：根據(jù)所述每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率和所述超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率，計(jì)算混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出/輸入功率；

步驟107：根據(jù)所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出/輸入功率，對(duì)微網(wǎng)功率波動(dòng)進(jìn)行平抑。

其中，步驟102具體包括：

在暫時(shí)不考慮電池充放電效率以及電池老化等特性的情況下，采用安時(shí)積分算法，計(jì)算電池使用過(guò)程中消耗的容量。此時(shí)電池在使用過(guò)程中消耗的容量為電池的充放電流和電池的充放電時(shí)間的累積。因此，需要獲取每塊電池的充放電時(shí)間以及每塊所述電池的充放電流，進(jìn)而獲取電池在使用過(guò)程中消耗的容量。

考慮到電池在充放電過(guò)程中，電量會(huì)隨著周?chē)h(huán)境溫度以及充放電流倍率而變化，當(dāng)充放電次數(shù)增多時(shí)，電池老化也會(huì)減小存儲(chǔ)的電量等因素，本發(fā)明采用自主學(xué)習(xí)人工智能方法，將影響電池電量計(jì)算的因子(環(huán)境溫度、充放電流倍率、自放電電量)轉(zhuǎn)化為補(bǔ)償量，用函數(shù)擬合因子與電量的曲線關(guān)系，不斷對(duì)比前一次學(xué)習(xí)時(shí)刻的影響因素，歸納調(diào)整當(dāng)前時(shí)刻的電池充放電電量值。在傳統(tǒng)安時(shí)積分方法上引入自學(xué)習(xí)補(bǔ)償量后，得到改進(jìn)后的自學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)soc方法，完善電池體系的控制規(guī)則。

soc，全稱是stateofcharge，荷電狀態(tài)，也叫剩余電量，代表的是電池使用一段時(shí)間或長(zhǎng)期擱置不用后的剩余容量與其完全充電狀態(tài)的容量的比值，常用百分?jǐn)?shù)表示。其取值范圍為0～1，當(dāng)soc＝0時(shí)表示電池放電完全，當(dāng)soc＝1時(shí)表示電池完全充滿。

自學(xué)習(xí)補(bǔ)償量包括自放電補(bǔ)償量、效率補(bǔ)償量。自放電補(bǔ)償量是補(bǔ)償電池靜置一段時(shí)間自動(dòng)減少的電量。效率補(bǔ)償量是補(bǔ)償環(huán)境溫度、充放電電流倍率引起的轉(zhuǎn)換效率改變的電能損失。

步驟103具體包括：

步驟1031：獲取影響電池電荷量的因子；所述因子包括環(huán)境溫度值、充放電電流倍率以及自放電電量；

步驟1032：根據(jù)所述因子，獲取電池電荷量的補(bǔ)償量；具體包括：

獲取多組因子數(shù)據(jù)；每組所述因子數(shù)據(jù)包括同一時(shí)刻的所述環(huán)境溫度值、所述充放電電流倍率以及所述自放電電量；

對(duì)各組所述因子數(shù)據(jù)中的所述環(huán)境溫度值、所述充放電電流倍率進(jìn)行函數(shù)擬合，獲取關(guān)于所述環(huán)境溫度、所述充放電電流倍率與所述充放電效率的關(guān)系式；

根據(jù)所述關(guān)系式、上一時(shí)刻環(huán)境溫度值、上一時(shí)刻充放電電流倍率，預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻充放電效率補(bǔ)償量。

下面通過(guò)一個(gè)具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明采用自主學(xué)習(xí)人工智能方法預(yù)測(cè)當(dāng)前時(shí)刻充放電效率補(bǔ)償量的過(guò)程。

選取一塊2600mah、3.7v的鋰電池在不同溫度和不同充放電倍率下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出環(huán)境溫度值、充放電倍率和充放電效率之間的數(shù)據(jù)如表1。依據(jù)表1中的數(shù)據(jù)，選取[0,0.2,0.9313]、[0,0.5,0.8635]、[0,1,0.8318]、[20,0.2,0.9464]、[20,0.5,0.9156]、[20,1,0.8865]、[40,0.2,0.9590]、[40,0.5,0.9231]、[40,1,0.8987]九組數(shù)據(jù)，在matlab中用函數(shù)實(shí)現(xiàn)三維曲線的擬合。令z表示充放電效率，x表示環(huán)境溫度值，y表示充放電電流倍率，則函數(shù)表示為：

z＝-3.733e-5*x^2+0.001137*x*y+0.002134*x+0.1158*y^2-0.2533*y+0.9692(9)

表1為不同環(huán)境溫度值和不同充放電電流倍率下的電池充放電效率

當(dāng)環(huán)境溫度值和充放電電流倍率改變時(shí)，電池充放電效率也相應(yīng)變化，匯總新的數(shù)據(jù)組后重新擬合出新的函數(shù)關(guān)系。在以上的過(guò)程中，環(huán)境溫度值和充放電電流倍率的變化引起的效率補(bǔ)償量則可以不斷的自我更新和完善，即自學(xué)習(xí)運(yùn)算的過(guò)程。

根據(jù)各組所述因子數(shù)據(jù)中的自放電電量和公式q自放電＝λ·h(1)，獲取電池電荷量的自放電補(bǔ)償量；其中公式(1)中的q自放電表示電池自放電電荷量；λ表示電池靜置單位時(shí)間自放電量；h表示電池靜置時(shí)間。

步驟104具體包括：

根據(jù)公式(2)確定當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量：其中，q表示當(dāng)前時(shí)刻電池電荷量，q0表示上一時(shí)刻電池電荷量，η表示當(dāng)前時(shí)刻充放電效率補(bǔ)償量，i表示電池充放電流，t表示電池充放電時(shí)間，λ表示電池靜置單位時(shí)間自放電量；h表示電池靜置時(shí)間，+、-分別表示電池對(duì)應(yīng)充電和放電過(guò)程。

根據(jù)鋰電池與超級(jí)電容器的濾波時(shí)間常數(shù)的不同可以達(dá)到分頻平抑功率波動(dòng)的作用，濾波時(shí)間常數(shù)越大，混合儲(chǔ)能所能補(bǔ)償?shù)念l率范圍越大，下一時(shí)刻混合儲(chǔ)能輸出功率也就越大。鋰電池的儲(chǔ)能容量和充放電速度決定了其適合平抑小功率波動(dòng)，超級(jí)電容由于高功率密度和響應(yīng)速度能更好的應(yīng)對(duì)大功率波動(dòng)。本發(fā)明采用的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)為直流側(cè)接入含分布式新能源的系統(tǒng)，根據(jù)直流母線上功率的改變調(diào)整混合儲(chǔ)能系統(tǒng)功率的輸出，將虛擬同步發(fā)電機(jī)中變化的分布式發(fā)電有功功率信號(hào)pdg經(jīng)過(guò)低通濾波和一系列運(yùn)算后得到鋰電池和超級(jí)電容器的輸出功率參考值。控制鋰電池和超級(jí)電容的濾波時(shí)間常數(shù)，經(jīng)濾波器輸出平滑的功率信號(hào)，達(dá)到鋰電池平抑低頻功率和超級(jí)電容平抑高頻功率的效果。由于兩者的儲(chǔ)能特性差異，一般鋰電池的濾波時(shí)間常數(shù)大于超級(jí)電容的濾波時(shí)間常數(shù)。

步驟105具體包括：

步驟1051：根據(jù)所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率和所述分布式可再生能源發(fā)電功率，確定超級(jí)電容濾波時(shí)間。

步驟1052：根據(jù)所述分布式可再生能源發(fā)電功率和所述超級(jí)電容濾波時(shí)間，采用一階巴特沃茲低通濾波器，計(jì)算聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率一次目標(biāo)值。所述一階巴特沃茲低通濾波器的表達(dá)式為τ表示一階巴特沃茲低通濾波器的濾波時(shí)間。所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率的表達(dá)式為pl＝pdg+psc+pb(4)，pl表示聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率，pdg表示分布式可再生能源發(fā)電功率，psc表示超級(jí)電容輸出/輸入功率，pb表示電池輸出/輸入功率。其中，當(dāng)pl大于零時(shí)，表示微網(wǎng)向電網(wǎng)放電；當(dāng)pl小于零時(shí)，表示電網(wǎng)向微網(wǎng)放電，超級(jí)電容和電池為充電狀態(tài)。所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率一次目標(biāo)值的計(jì)算公式為τsc表示超級(jí)電容的濾波時(shí)間。

步驟1053：將所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率一次目標(biāo)值與所述分布式可再生能源發(fā)電功率做差，得到所述超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率；所述超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率的表達(dá)式為

步驟1054：根據(jù)所述超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率，確定電池濾波時(shí)間。

根據(jù)所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率一次目標(biāo)值和所述電池濾波時(shí)間，采用一階巴特沃茲低通濾波器，計(jì)算聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率二次目標(biāo)值；所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率二次目標(biāo)值的計(jì)算公式為τb表示電池的濾波時(shí)間。

步驟1055：根據(jù)所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率二次目標(biāo)值和所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量，計(jì)算每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率；具體包括：

將所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率一次目標(biāo)值與所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率二次目標(biāo)值做差，獲取所述電池實(shí)際輸出/輸入功率；所述電池實(shí)際輸出/輸入功率的表達(dá)式為

根據(jù)所述實(shí)際電池輸出/輸入功率和所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量，獲取每塊電池的實(shí)際充放電時(shí)間；

根據(jù)每塊電池的實(shí)際充放電時(shí)間，計(jì)算每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率。

為了防止電池因過(guò)充過(guò)放減少壽命，需要根據(jù)不同電池soc值，調(diào)整每塊電池的實(shí)際充放電時(shí)間。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例電池soc值與電池充放電時(shí)間關(guān)系圖，如圖2所示，當(dāng)電池soc值在(socmin，socmax)電池位于正常區(qū)域，既可以充電又可以放電。當(dāng)電池soc值在(0，socmin)電池位于多充少放區(qū)域，電池盡量只是充電。當(dāng)電池soc值在(socmax，1)電池位于少充多放區(qū)域，電池盡量只是放電。

實(shí)施例二

圖3為平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)方法的結(jié)構(gòu)圖，如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)的方法包括安時(shí)積分環(huán)節(jié)301、自學(xué)習(xí)補(bǔ)償量環(huán)節(jié)302、自學(xué)習(xí)運(yùn)算環(huán)節(jié)303、平滑控制環(huán)節(jié)304、低通濾波環(huán)節(jié)305以及混合儲(chǔ)能系統(tǒng)輸入輸出環(huán)節(jié)306。其中，圖3中的pdg表示分布式發(fā)電有功功率信號(hào)，τ表示時(shí)間常數(shù)，pdg_ref表示分布式發(fā)電有功功率信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器后的輸出信號(hào)；phess_ref表示混合儲(chǔ)能系統(tǒng)輸入輸出的有功功率信號(hào)。

所述安時(shí)積分環(huán)節(jié)301，用于累計(jì)電流和負(fù)載作用時(shí)間，計(jì)算電池使用過(guò)程中消耗的容量，與自學(xué)習(xí)運(yùn)算環(huán)節(jié)相連。

所述自學(xué)習(xí)補(bǔ)償量環(huán)節(jié)302，將影響電池電量計(jì)算的因子轉(zhuǎn)化為補(bǔ)償量，包括自放電補(bǔ)償量、效率補(bǔ)償量。

所述自學(xué)習(xí)運(yùn)算環(huán)節(jié)303，分別與所述安時(shí)積分環(huán)節(jié)301、所述自學(xué)習(xí)補(bǔ)償量環(huán)節(jié)302相連，用于采用迭代學(xué)習(xí)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，不斷對(duì)比前一次學(xué)習(xí)時(shí)刻的影響因子歸納調(diào)整，預(yù)測(cè)當(dāng)前一時(shí)刻的電量值，自主歸納更新電池信息。

所述平滑控制環(huán)節(jié)304，與所述自學(xué)習(xí)運(yùn)算環(huán)節(jié)303相連，用于根據(jù)自學(xué)習(xí)運(yùn)算環(huán)節(jié)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出鋰電池的soc，控制時(shí)間常數(shù)分離出鋰電池與超級(jí)電容器功率波動(dòng)頻段。

所述低通濾波環(huán)節(jié)305，與所述平滑控制環(huán)節(jié)304相連，用于將虛擬同步發(fā)電機(jī)中變化的分布式發(fā)電有功功率信號(hào)pdg經(jīng)過(guò)低通濾波器后得到電池輸入輸出功率參考值和超級(jí)電容輸入輸出功率參考值。

所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)輸入輸出環(huán)節(jié)306，與所述低通濾波環(huán)節(jié)305相連，用于將電池輸入輸出功率參考值和超級(jí)電容輸入輸出功率參考值相加，得到混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的輸出功率參考值，最終達(dá)到鋰電池平抑低頻功率和超級(jí)電容平抑高頻功率的最佳效果。

其中，采用一階巴特沃茲低通濾波器，將虛擬同步發(fā)電機(jī)中變化的分布式發(fā)電有功功率信號(hào)pdg經(jīng)過(guò)低通濾波和一系列運(yùn)算后時(shí)間常數(shù)τsc后得到超級(jí)電容輸出功率目標(biāo)值，與pdg相減后得到超級(jí)電容輸出功率參考值psc_ref，pdg與psc_ref之和經(jīng)過(guò)低通濾波時(shí)間常數(shù)τbat后得到鋰電池輸出功率目標(biāo)值，再與濾波之前的值做減法得到鋰電池輸出功率參考值pbat_ref，具體關(guān)系如下：

自主學(xué)習(xí)人工智能機(jī)制是一種迭代學(xué)習(xí)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法，自學(xué)習(xí)運(yùn)算就是將對(duì)電池電量計(jì)算的因子轉(zhuǎn)化為補(bǔ)償量，反應(yīng)到計(jì)算中則可以綜合表現(xiàn)為充放電效率η的準(zhǔn)確計(jì)算。假設(shè)uk為系統(tǒng)參數(shù)第k次學(xué)習(xí)值，sk為第k次學(xué)習(xí)時(shí)與uk關(guān)聯(lián)的狀態(tài)量，那么經(jīng)過(guò)一次迭代后第k+1次系統(tǒng)參數(shù)如公式(10)。充放電效率就是上述的uk參量，環(huán)境溫度值和充放電倍率是上述的sk狀態(tài)量。

用函數(shù)擬合環(huán)境溫度值和充放電倍率與充放電效率的曲線關(guān)系，從而不斷的對(duì)比前一次學(xué)習(xí)時(shí)刻的影響因子歸納調(diào)整當(dāng)前一時(shí)刻的充放電效率，完善電池體系的控制規(guī)則，提高電池管理系統(tǒng)的控制精度。同時(shí)電池靜置一段時(shí)間會(huì)發(fā)生自放電現(xiàn)象造成電量的損失，在計(jì)算式中也需要考慮這一部分電能。綜上充放電情況下自學(xué)習(xí)安時(shí)積分soc運(yùn)算表達(dá)式如公式(2)，其中確定充放電效率是影響計(jì)算準(zhǔn)確度的關(guān)鍵。

uk+1＝f(uk,sk)(10)

其中，q表示當(dāng)前時(shí)刻電池電荷量，q0表示上一時(shí)刻電池電荷量，η表示前時(shí)刻充放電效率補(bǔ)償量，i表示電池充放電流，t表示電池充放電時(shí)間，λ表示電池靜置單位時(shí)間自放電量；h表示電池靜置時(shí)間，+、-分別表示電池對(duì)應(yīng)充電和放電過(guò)程。

實(shí)施例三

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)的系統(tǒng)。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，所述系統(tǒng)包括：

第一獲取模塊401，用于獲取分布式可再生能源發(fā)電功率和聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率；

第二獲取模塊402，用于獲取每塊電池的充放電時(shí)間以及每塊所述電池的充放電流；

第三獲取模塊403，用于獲取電池電荷量的補(bǔ)償量；所述補(bǔ)償量包括效率補(bǔ)償量和自放電補(bǔ)償量；

第一計(jì)算模塊404，用于根據(jù)所述充放電時(shí)間、所述充放電流以及所述補(bǔ)償量，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量；

第二計(jì)算模塊405，用于根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量、所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率、所述分布式可再生能源發(fā)電功率，計(jì)算每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率和超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率。

第三計(jì)算模塊406，用于根據(jù)所述每塊電池實(shí)際輸出/輸入功率和所述超級(jí)電容實(shí)際輸出/輸入功率，計(jì)算混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出/輸入功率；

平抑模塊407，用于根據(jù)所述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出/輸入功率，對(duì)微網(wǎng)功率波動(dòng)進(jìn)行平抑。

其中，所述第三獲取模塊403，具體包括：

第一獲取單元，用于獲取影響電池電荷量的因子；所述因子包括環(huán)境溫度值、充放電電流倍率以及自放電電量；

第二獲取單元，用于根據(jù)所述因子，獲取電池電荷量的補(bǔ)償量。

通過(guò)本發(fā)明提供了一種平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)的方法及系統(tǒng)，首先獲取分布式可再生能源發(fā)電功率、聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率、每塊電池的充放電時(shí)間、每塊所述電池的充放電流以及電池電荷量的補(bǔ)償量；所述補(bǔ)償量包括效率補(bǔ)償量和自放電補(bǔ)償量；然后根據(jù)所述充放電時(shí)間、所述充放電流以及所述補(bǔ)償量，計(jì)算當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量，再者根據(jù)所述當(dāng)前時(shí)刻每塊電池的電荷量、所述聯(lián)絡(luò)線節(jié)點(diǎn)功率、所述分布式可再生能源發(fā)電功率，計(jì)算每塊電池輸出/輸入功率和超級(jí)電容輸出/輸入功率，準(zhǔn)確獲取混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際輸出/輸入功率。因此采用本發(fā)明提供的方法或者系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)獲取混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中鋰電池電荷量，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際充放電能量的大小，進(jìn)而準(zhǔn)確有效的平抑微網(wǎng)中的功率波動(dòng)。

其中，依據(jù)功率波動(dòng)大小選擇儲(chǔ)能方式，鋰電池的儲(chǔ)能容量和充放電速度決定了其適合平抑小功率波動(dòng)，超級(jí)電容由于高功率密度和響應(yīng)速度,能更好的應(yīng)對(duì)大功率波動(dòng)；

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的系統(tǒng)而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。

本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。