一种新型控制储能系统双向DC/DC变换控制方法与流程

本发明涉及储能，尤其是指一种新型控制储能系统双向dc/dc变换控制方法。

背景技术：

1、鉴于电能的储存和供应的作用，所以储能系统的研究在微电网中占有重要的地位。由于在微电网系统中采用了储能装置，这不仅提升了微电网系统的供电可靠性，而且改善了电能质量，综合提高了电能利用效率。在孤岛模式下的光储微电网中，储能装置随光伏电源状态的变化而变化，是微电网在实际应用中不可或缺的角色，具有重要意义。鉴于能量存储装置的特殊状态，一方面应考虑能量存储装置的能量密度，另一方面，能量存储装置应具有快速响应能力，并且可以应对某些环境变化。

2、目前，微电网中各种储能装置各有优缺点。各种储能方式无法完全满足长寿命、大功率、高能量、技术完善的需求。由于储能技术的发展尚处于初级阶段，微电网仍需进一步的研究。在这个阶段，就普及的程度与技术成熟的条件而说，蓄电池是目前最广泛运用的能量存储装置之一。然后，现有的蓄电池的储能系统中，对于蓄电池的充放电特性研究不够深入，在蓄电池如何较好微电网中的研究较少，导致蓄电池的储能效率下降。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中的，现有的蓄电池的储能系统中，对于蓄电池的充放电特性研究不够深入，在蓄电池如何较好微电网中的研究较少，导致蓄电池的储能效率下降的缺陷，提供一种新型控制储能系统双向dc/dc变换控制方法。

2、本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：

3、一种新型控制储能系统双向dc/dc变换控制方法，包括以下步骤：

4、步骤1，建立蓄电池的放电仿真模型；

5、步骤2，根据放电仿真模型构建双向dc/dc变换电路，双向dc/dc电路与直流微电网系统相连接，蓄电池组通过双向dc/dc变换电路改变输入、输出电流极性实现双向工作状态，达到蓄电池组充电、放电的要求。

6、作为优选，所述的双向dc/dc变换电路具体包括：

7、输出电压us、输出电压内阻抗rs、电感l、电感内电阻rl、功率开关管s1、反向二极管s2、滤波电容c和等效外电阻r，输出电压us的正极连接输出电压内阻抗rs的一端，输出电压内阻抗rs的另一端连接电感l的一端，电感l的另一端连接电感内电阻rl的一端，电感内电阻rl的另一端同时连接有功率开关管s1的一端和反向二极管s2的一端、反向二极管s2的另一端同时连接有电容c的一端和等效外电阻r的一端，功率开关管s1的另一端、电容c的另一端和等效外电阻r的另一端同时与输出电压us的负极相连接，功率开关管s1并联有二极管d1，反向二极管s2并联有二极管d2。

8、作为优选，所述的双向dc/dc变换电路进行buck与boost双模式的变换运行，达到4种运行模式的变换。

9、作为优选，4种运行模式及其变换具体为：

10、工作时间段t0～t1：当在t0～t1时间段中，工作导通的仅有d1二极管，此时的电感压降方向与电流方向恰好相反，同时电感电流会慢慢呈现衰减的变化，us＝(rs+rl)il+ldil/dt，il＜0；

11、工作时间段t1～t2：在t1时刻，此时s1功率开关管零电压导通，d1反向零电流截止，电感电流的方向从负变成正，且正向电流值呈现慢慢增加的趋势，us＝(rs+rl)il+ld il/dt；

12、工作时间段t2～t3：t2时刻，s1功率开关管出现截止，d2二极管导通进行续流，正向电感的电流达到最大幅值，储能电感与储能元件一起对负载进行供电，电感的电流幅值呈现慢慢衰减的趋势，以上是boost正向升压工作特性，us-uc＝(rs+rl)il+ld il/dt；

13、工作时间段t3～t4：t3时刻时，s2功率开关管出现零电压导通，电感电流负向呈现慢慢增加的趋势，d2二极管出现零电流截止，电感电流值的变化从由正过零然后转向负，us-uc＝(rs+rl)il+ld il/dt。

14、作为优选，新型控制储能系统双向dc/dc变换控制方法还对双向dc/dc变换电路电容电压的纹波系数和电感电流的纹波系数做限制，电容电压的纹波系数δuc取上限2％，电感电流的纹波系数δil取上限2％。

15、本发明的有益效果是：本发明研究了直流微电网中的蓄能系统，通过在讨论蓄电池工作原理基础上，分析了蓄电池的充放电特性，也对蓄电池的放电特性展开了matlab/simulink建模仿真，接着重点研究了蓄电池在接入微电网中dc/dc双向接口变换器工作原理，并利用状态空间平均法对boost与双向buck/boost变换器进行了分析，然后对其变换器参数进行了计算。本发明通过合适的变换器参数的选取使蓄电池更好的接入了微电网中，提升了蓄电池的使用效率。

技术特征：

1.一种新型控制储能系统双向dc/dc变换控制方法，其特征是，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种新型控制储能系统双向dc/dc变换控制方法，其特征是，所述的双向dc/dc变换电路具体包括：

3.根据权利要求2所述的一种新型控制储能系统双向dc/dc变换控制方法，其特征是，所述的双向dc/dc变换电路进行buck与boost双模式的变换运行，达到4种运行模式的变换。

4.根据权利要求3所述的一种新型控制储能系统双向dc/dc变换控制方法，其特征是，4种运行模式及其变换具体为：

5.根据权利要求4所述的一种新型控制储能系统双向dc/dc变换控制方法，其特征是，还对双向dc/dc变换电路电容电压的纹波系数和电感电流的纹波系数做限制，电容电压的纹波系数δuc取上限2％，电感电流的纹波系数δil取上限2％。

技术总结
本发明公开了一种新型控制储能系统双向DC/DC变换控制方法，包括以下步骤：步骤1，建立蓄电池的放电仿真模型；步骤2，根据放电仿真模型构建双向DC/DC变换电路，双向DC/DC电路与直流微电网系统相连接，蓄电池组通过双向DC/DC变换电路改变输入、输出电流极性实现双向工作状态，达到蓄电池组充电、放电的要求。本发明研究了直流微电网中的蓄能系统，通过在讨论蓄电池工作原理基础上，分析了蓄电池的充放电特性，也对蓄电池的放电特性展开了Matlab/Simulink建模仿真，接着重点研究了蓄电池在接入微电网中DC/DC双向接口变换器工作原理，并利用状态空间平均法对Boost与双向Buck/Boost变换器进行了分析，然后对其变换器参数进行了计算。

技术研发人员：尹聪聪,高明,孙吉裕,张雨前
受保护的技术使用者：国网浙江余姚市供电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15