CN103701144A - 一种混合储能系统的功率分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种混合储能系统的功率分配方法，属于新能源发电系统技术领域。首先产生波动功率信号，通过低通滤波对功率信号进行功率分配，功率延迟等效装置等效储能设备对参考功率的响应特性，通过储能设备荷电状态计算装置对储能设备的荷电状态进行计算，最后采用时间常数综合判断装置对储能设备的工作状态进行判断控制，得到对应的可变低通滤波时间常数，对功率分配进行调整。本发明的基于储能设备荷电状态的可变滤波时间常数的混合储能系统功率分配策略，具有可实时改变低通滤波器滤波时间常数的功能，减小储能设备荷电状态的变化范围，在一定程度上缓减储能设备荷电状态的饱和或枯竭，延长储能设备的使用寿命等优点。

Description

一种混合储能系统的功率分配方法

技术领域

本发明涉及一种混合储能系统的功率分配方法，尤其涉及一种基于荷电状态的可变滤波时间常数的混合储能系统的功率分配方法，属于新能源发电系统技术领域。

背景技术

众所周知，由于光伏发电系统的输出功率具有间歇性和随机性等特点，光伏发电系统能量的渗透率增高给电网带来了极大的冲击，对电能的质量和系统的稳定性造成了不利的影响。通过配备一定的容量的储能设备能够在一定程度上平抑主电网中功率的波动，现阶段主要采用的储能设备主要有能量型储能元件和功率型储能元件，但是各有优缺点，例如，锂电池的储能容量大，但由于其响应速度较慢，无法有效平抑主电网中功率的高频波动。超级电容是一种新型储能设备，具有响应速度快、充放电效率高等特点，但其容量低且造价高。为了克服由单一储能电池或超级电容作为储能装置的不足，由锂电池和超级电容组成的混合储能系统（HESS，Hybrid Energy Storage System）能够有效发挥储能设备的互补特性，充分利用储能设备各自的优点。但是，对混合储能系统的控制成为了一个关键的技术问题，需要对混合储能系统输入输出功率进行适当的控制，实现混合储能系统的平抑电网功率波动。

传统的混合储能系统功率分配方法，如文献“基于锂电池充放电状态的混合储能系统控制策略设计”公开的基于锂电池充放电状态的超级电容状态调整方法，其工作原理是：电网波动的功率信号通过低通滤波后，将功率信号中的高频波动分量分配给超级电容，作为超级电容的参考功率指令；将功率信号中的低频波动分量分配给锂电池，作为锂电池的参考功率指令，最后通过锂电池和超级电容分别对各自给定的参考功率指令进行功率跟踪，得到混合储能系统最终的输入输出功率。此混合储能系统的功率分配策略虽然实现了混合储能系统功率分配中最为理想的情况，但是由于锂电池和超级电容的储能容量有限，锂电池和超级电容容易处于过充过放状态，造成储能设备的损坏，不利于工程应用。

发明内容

本发明的目的是提出一种混合储能系统的功率分配方法，对已有的功率分配方法进行改进，在考虑储能设备荷电状态的基础上，根据储能元件的荷电状态值实时改变低通滤波器的滤波时间常数，以实现混合储能系统功率的合理分配。

本发明提出的混合储能系统的功率分配方法，包括以下步骤：

（1）用一个波动功率信号P_HESS作为混合储能系统的输入信号；

（2）对混合储能系统功率的输入信号P_HESS进行滤波，将输入信号P_HESS中的低频分量P_{ref_li}作为混合储能系统中锂电池的有功功率输入信号，将输入信号P_HESS中的其它频带分量P_{ref_sc}作为混合储能系统中超级电容的有功功率输入信号，设定有功功率大于零表示放电，小于零表示充电，则混合储能系统的有功功率分配如下式所示：

$P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}=\frac{1}{1+\mathrm{sT}}{P}_{\mathrm{HESS}}$

$P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}=P_{\mathrm{HESS}}-P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}=\frac{\mathrm{sT}}{1+\mathrm{sT}}{P}_{\mathrm{HESS}}$

其中，T为滤波时间常数，T的取值范围为[0.2，2]；

（3）构建混合储能系统中锂电池的功率特性模型，利用该模型进行计算，得到混合储能系统中锂电池的充放电功率P_li；

其中，锂电池的一阶惯性环节G_li(s)的表达式为：

P_{li_ref}表示锂电池参考功率；G_li(s)等效为锂电池在复频域的功率延迟效应，K_li为一阶传递函数的增益，K_li＝1表示锂电池能够精确地跟踪参考功率值，T_li为锂电池延迟时间常数，T_li的取值范围为[0.1，0.2]，表示锂电池的功率延迟程度；

构建混合储能系统中超级电容的功率特性模型，利用模型进行计算，得到混合储能系统中超级电容的充放电功率P_sc：

其中，超级电容的一阶惯性环节G_sc(s)的表达式为：

P_{sc_ref}表示超级电容的参考功率；G_sc(s)等效为超级电容在复频域的功率延迟效应，K_sc为一阶传递函数的增益，其中K_sc＝1表示超级电容能够精确地跟踪参考功率值，T_sc为超级电容延迟时间常数，T_li的取值范围为[0.002，0.005]，表示超级电容的功率延迟程度；

（4）根据步骤（3）得到的混合储能系统中锂电池充放电功率P_li和超级电容的充放电功率P_sc，利用下式，分别计算混合储能系统中锂电池和超级电容的荷电状态值；

${\mathrm{SOC}}_{\mathrm{li}}={\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{li}\left(0\right)}-\frac{{\∫}_0^t{P}_{\mathrm{li}}\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}}{E_{n\_\mathrm{li}}},$

${\mathrm{SOC}}_{\mathrm{sc}}={\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{sc}\left(0\right)}-\frac{{\∫}_0^t{P}_{\mathrm{sc}}\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}}{E_{n\_\mathrm{sc}}},$

其中，SOC_li、SOC_sc分别表示在充放电时刻t的锂电池和超级电容的荷电状态值，SOC_{_li（0）}、SOC_{_sc（0）}分别表示设定的锂电池和超级电容在初始状态的荷电状态初始值，初始值的取值范围为0～1，E_{n_li}、E_{n_sc}分别表示锂电池和超级电容的存储的总能量，P_li(τ)、P_sc(τ)分别为锂电池和超级电容的充放电功率；

（5）根据上述计算得到的混合储能系统中锂电池和超级电容的充放电状态和荷电状态，对锂电池和超级电容充放电状态进行判断，并进行功率分配，以下步骤中，SOC_{high_li}和SOC_{low_li}分别表示锂电池的过度充电警戒值和过度放电警戒值；SOC_{high_sc}和SOC_{low_sc}分别表示超级电容的过度充电警戒值和过度放电警戒值；SOC_{max_li}和SOC_{min_li}分别表示锂电池荷电状态的上限和下限；SOC_{max_sc}和SOC_{min_sc}分别表示超级电容荷电状态的上限和下限；P_{ref_li}表示锂电池的功率参考值，P_{ref_li}＞0表示锂电池放电，P_{ref_li}＜0表示锂电池充电；P_{ref_sc}表示超级电容的功率参考值，P_{ref_sc}＞0表示超级电容放电，P_{ref_sc}＜0表示超级电容充电：

（5-1）当锂电池的荷电状态值SOC_li≥SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_li≥SOC_{high_li}，则判定锂电池和超级电容均处于过度充电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0，且P_{ref_sc}＞0，则保持锂电池和超级电容的原放电功率，保持滤波器的滤波时间常数T不变；

若P_{ref_li}＞0，且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中超级电容充电，锂电池放电；使滤波时间常数T＝T₀-ΔT，其中T₀为滤波时间常数初始值，ΔT为滤波时间常数调整值，ΔT＝0.05T₀；

若P_{ref_li}＜0，且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，并使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，并使锂电池和超级电容的充电功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{li}}}{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{high}\_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{sc}}}{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{high}\_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

其中，

表示功率指令经过调整后分配给锂电池的调整功率值，P_{ref_li}表示混合储能系统的参考功率通过滤波后分配给锂电池的功率参考值；

表示功率指令经过调整后分配给超级电容的调整功率值，P_{ref_sc}表示混合储能系统的参考功率通过滤波后分配给超级电容的功率参考值；

（5-2）当锂电池的荷电状态值SOC_li≥SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_{low_sc}＜SOC_SC＜SOC_{high_sc}，则判定锂电池处于过度充电状态，超级电容的荷电状态处于正常工作区域，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0，则判定储能系统中锂电池放电，并增大锂电池放电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

若P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池充电，并增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

（5-3）当锂电池的荷电状态值SOC_li≥SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_SC≤SOC_{low_sc}，则判定锂电池处于过度充电状态，超级电容处于过度放电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均放电，并减小超级电容的放电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT，增大锂电池的放电功率，；

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池放电，超级电容充电，保持锂电池和超级电容的充放电功率，并保持滤波时间常数T不变；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，使锂电池和超级电容的功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{li}}}{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{high}\_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\min \_\mathrm{sc}}}{{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{low}\_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\min \_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，并减小锂电池的充电功率，增大超级电容的充电功率，即增大滤波器的滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

（5-4）当锂电池的荷电状态值SOC_{low_li}＜SOC_li＜SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_SC≥SOC_{max_sc}，则判定锂电池荷电状态处于正常工作区域，超级电容处于过度充电状态，在该状态下：

若P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中超级电容放电，增大超级电容的放电功率，即增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中超级电容充电，减小超级电容的充电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

（5-5）当锂电池的荷电状态值为SOC_{low_li}＜SOC_li＜SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_{low_sc}＜SOC_SC＜SOC_{high_sc}时，则判定锂电池和超级电容荷电状态均处于正常工作区域，保持滤波时间常数T不变；

（5-6）当锂电池的荷电状态值为SOC_{low_li}＜SOC_li＜SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_SC≤SOC_{low_sc}，则判定锂电池荷电状态处于正常工作区域，超级电容处于过度放电状态，在该状态下：

若P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中超级电容放电，减小超级电容的放电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

若P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中超级电容充电，增大超级电容的充电功率，即增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

（5-7）当锂电池的荷电状态值为SOC_li≤SOC_{low_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_SC≥SOC_{high_sc}时，则判定锂电池处于过度放电状态，超级电容处于过度充电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均放电，减小锂电池的放电功率，增大超级电容的放电功率，即增大滤波器的滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池放电，超级电容充电，使锂电池和超级电容的充电功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\_\mathrm{li}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{li}}}{Q_{\mathrm{SOClow}\_\mathrm{li}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\max \_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOC}}}{Q_{\mathrm{SOC}\max \_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOChigh}\_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

其中，

分别为调整后的锂电池和超级电容的充电功率；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，保持滤波时间常数T不变；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，减小超级电容的充电功率，增大锂电池的充电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

（5-8）当锂电池的荷电状态值为SOC_li≤SOC_{low_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_{low_sc}＜SOC_SC＜SOC_{high_sc}时，则判定锂电池处于过度放电状态，超级电容荷电状态处正常工作区域，在该状态下：

若P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池放电，减小锂电池放电功率，增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_li}＜0，则判定储能系统中锂电池充电，增大锂电池的充电功率，减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

（5-9）当锂电池的荷电状态值为SOC_li≤SOC_{low_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_SC≤SOC_{low_sc}，则判定锂电池和超级电容均处于过度放电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均放电，使锂电池和超级电容的充电功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\_\mathrm{li}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{li}}}{Q_{\mathrm{SOClow}\_\mathrm{li}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{sc}}}{Q_{\mathrm{SOClow}\_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

其中，分别为调整后的锂电池和超级电容的充电功率；

若P_{ref_li}＞0，且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池放电，超级电容充电，并增大超级电容充电功率，即增大滤波器的滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，并增大锂电池的充电功率，并减小滤波器的滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT，；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，保持锂电池和超级电容的充电功率不变，保持滤波时间常数T不变。

本发明提出的混合储能系统的功率分配方法，其优点是：本发明方法根据锂电池和超级电容的功率响应特性的不同，采用传递函数模型等效锂电池和超级电容的功率延迟响应，将复杂的非线性延迟响应特性等效为简单的纯数学问题，采用传递函数模型，显著提高了控制方法的实用性。同时，本发明方法采用的储能元件荷电状态值的计算方法，能够准确地计算储能元件在任意时刻的荷电状态值，并根据锂电池和超级电容的荷电状态值以及各自的充放电状态，对储能元件的工作状态进行分类，每种工作状态下对应相应的低通滤波时间常数或功率调整形式，其控制方法囊括了所有的工作状态，具有良好的控制性能，可根据储能元件的工作状态稳定的输出相应的滤波时间常数，以改变功率分配的方式，满足工程需要。因此，本发明方法具有控制简单、缓减储能设备荷电状态值的饱和或枯竭、延长锂电池的使用寿命等诸多优点。

附图说明

图1为本发明提出的混合储能系统的功率分配方法的流程框图。

具体实施方式

本发明提出的混合储能系统的功率分配方法，其流程框图如图1所示，包括以下步骤：

（1）用一个波动功率信号P_HESS作为混合储能系统的输入信号；因为光伏发电系统的输出功率接入主电网引起主电网的功率波动，为平抑主电网的功率波动，采取混合储能系统跟踪给定波动功率的方式。故采用一个波动功率信号P_HESS模拟波动的跟踪功率指令，以此作为混合储能系统功率的输入信号。

（2）对混合储能系统功率的输入信号P_HESS进行滤波，将输入信号P_HESS中的低频分量P_{ref_li}作为混合储能系统中锂电池的有功功率输入信号，将输入信号P_HESS中的其它频带分量P_{ref_sc}作为混合储能系统中超级电容的有功功率输入信号，设定有功功率大于零表示放电，小于零表示充电，则混合储能系统的有功功率分配如下式所示：

$P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}=\frac{1}{1+\mathrm{sT}}{P}_{\mathrm{HESS}}$

$P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}=P_{\mathrm{HESS}}-P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}=\frac{\mathrm{sT}}{1+\mathrm{sT}}{P}_{\mathrm{HESS}}$

其中，T为滤波时间常数，根据锂电池和超级电容需要平抑的功率波动频带确定，T的取值范围为[0.2，2]；其中P_{ref_sc}因P_HESS的变化而快速变化，呈高频波动，P_{ref_li}则随P_HESS缓慢变化；

（3）构建混合储能系统中锂电池的功率特性模型，利用该模型进行计算，得到混合储能系统中锂电池的充放电功率P_li；

其中，锂电池的一阶惯性环节G_li(s)的表达式为：

P_{li_ref}表示锂电池参考功率；G_li(s)等效为锂电池在复频域的功率延迟效应，K_li为一阶传递函数的增益，K_li＝1表示锂电池能够精确地跟踪参考功率值，T_li为锂电池延迟时间常数，T_li的取值范围为[0.1，0.2]，表示锂电池的功率延迟程度；

构建混合储能系统中超级电容的功率特性模型，利用模型进行计算，得到混合储能系统中超级电容的充放电功率P_sc：

其中，超级电容的一阶惯性环节G_sc(s)的表达式为：

P_{sc_ref}表示超级电容的参考功率；G_sc(s)等效为超级电容在复频域的功率延迟效应，K_sc为一阶传递函数的增益，其中K_sc＝1表示超级电容能够精确地跟踪参考功率值，T_sc为超级电容延迟时间常数，T_li的取值范围为[0.002，0.005]，表示超级电容的功率延迟程度；

（4）根据步骤（3）得到的混合储能系统中锂电池充放电功率P_li和超级电容的充放电功率P_sc，利用下式，分别计算混合储能系统中锂电池和超级电容的荷电状态值；

${\mathrm{SOC}}_{\mathrm{li}}={\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{li}\left(0\right)}-\frac{{\∫}_0^t{P}_{\mathrm{li}}\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}}{E_{n\_\mathrm{li}}},$

${\mathrm{SOC}}_{\mathrm{sc}}={\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{sc}\left(0\right)}-\frac{{\∫}_0^t{P}_{\mathrm{sc}}\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}}{E_{n\_\mathrm{sc}}},$

其中，SOC_li、SOC_sc分别表示在充放电时刻t的锂电池和超级电容的荷电状态值，SOC_{_li（0）}、SOC_{_sc（0）}分别表示设定的锂电池和超级电容在初始状态的荷电状态初始值，初始值的取值范围为0～1，E_{n_li}、E_{n_sc}分别表示锂电池和超级电容的存储的总能量，P_li(τ)、P_sc(τ)分别为锂电池和超级电容的充放电功率；

储能元件荷电状态计算；储能元件的荷电状态是指储能设备的剩余容量占总容量的比值，是制定混合储能系统控制策略的重要依据。

（5）综合判断储能元件的工作状态，实时改变低通滤波器的滤波时间常数，低通滤波器重新进行功率分配；在工程实际中，储能设备的容量是有限的，因此，需要考虑到储能设备的荷电状态值，以防止储能系统过充过放。将储能设备的荷电状态控制在目标区域，可以防止储能设备过充过放，并且留有一定的储能裕量，方便储能系统应对主电网大功率缺额或过剩的突发情况。综合考虑到储能设备的类别、各储能元件的荷电状态状态，以及储能设备的实时充放电状态，得到锂电池和超级电容9种荷电状态下的36种不同工作状态。

根据上述计算得到的混合储能系统中锂电池和超级电容的充放电状态和荷电状态，对锂电池和超级电容充放电状态进行判断，并进行功率分配，以下步骤中，SOC_{high_li}和SOC_{low_li}分别表示锂电池的过度充电警戒值和过度放电警戒值；SOC_{high_sc}和SOC_{low_sc}分别表示超级电容的过度充电警戒值和过度放电警戒值；SOC_{max_li}和SOC_{min_li}分别表示锂电池荷电状态的上限和下限；SOC_{max_sc}和SOC_{min_sc}分别表示超级电容荷电状态的上限和下限；P_{ref_li}表示锂电池的功率参考值，P_{ref_li}＞0表示锂电池放电，P_{ref_li}＜0表示锂电池充电；P_{ref_sc}表示超级电容的功率参考值，P_{ref_sc}＞0表示超级电容放电，P_{ref_sc}＜0表示超级电容充电：

（5-1）当锂电池的荷电状态值SOC_li≥SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_li≥SOC_{high_li}，则判定锂电池和超级电容均处于过度充电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0，且P_{ref_sc}＞0，此时锂电池和超级电容的参考功率指令均为正值，则保持锂电池和超级电容的原放电功率，保持滤波器的滤波时间常数T不变；

若P_{ref_li}＞0，且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中超级电容充电，锂电池放电；为减小超级电容的充电功率，应减小滤波器的滤波时间常数，可适当地增大锂电池的放电功率，使滤波时间常数T＝T₀-ΔT，其中T₀为滤波时间常数初始值，ΔT为滤波时间常数调整值，ΔT＝0.05T₀；

若P_{ref_li}＜0，且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，并使T＝T₀+ΔT；为减小锂电池的充电功率，应增大滤波器的滤波时间常数，可适当地增大超级电容的放电功率；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，锂电池和超级电容的参考功率指令均为负值，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，此时应该同时减小两者的充电功率，需要使锂电池和超级电容的充电功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{li}}}{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{high}\_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{sc}}}{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{high}\_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

其中，表示功率指令经过调整后分配给锂电池的调整功率值，P_{ref_li}表示混合储能系统的参考功率通过滤波后分配给锂电池的功率参考值；

表示功率指令经过调整后分配给超级电容的调整功率值，P_{ref_sc}表示混合储能系统的参考功率通过滤波后分配给超级电容的功率参考值；

（5-2）当锂电池的荷电状态值SOC_li≥SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_{low_sc}＜SOC_SC＜SOC_{high_sc}，则判定锂电池处于过度充电状态，超级电容的荷电状态处于正常工作区域，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0，则判定储能系统中锂电池放电，应适当地增大锂电池的放电功率，缓减锂电池的过充情况，由于超级电容处于正常工作状态，此时无论超级电容处于何种充放电状态下，均采取增大锂电池放电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

若P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池充电，应适当地减小锂电池的充电功率，缓减锂电池的过充情况，由于超级电容处于正常工作状态，此时无论超级电容处于何种充放电状态下，均采取减少锂电池充电功率的方式，即增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

（5-3）当锂电池的荷电状态值SOC_li≥SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_SC≤SOC_{low_sc}，则判定锂电池处于过度充电状态，超级电容处于过度放电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＞0，此时锂电池和超级电容的参考功率指令均为正值，则判定储能系统中锂电池和超级电容均放电，而超级电容已经处于过放状态，为缓减超级电容的过放情况，应减小超级电容的放电功率，即减小滤波时间常数，增大锂电池的放电功率，使T＝T₀-ΔT；

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池放电，超级电容充电，保持锂电池和超级电容的充放电功率，并保持滤波时间常数T不变；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，此时需要使锂电池和超级电容的功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{li}}}{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{high}\_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\min \_\mathrm{sc}}}{{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{low}\_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\min \_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，而锂电池已经处于过充状态，为缓减锂电池的过充情况，此时应该减小锂电池的充电功率，增大超级电容的充电功率，即增大滤波器的滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

（5-4）当锂电池的荷电状态值SOC_{low_li}＜SOC_li＜SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_SC≥SOC_{max_sc}，则判定锂电池荷电状态处于正常工作区域，超级电容处于过度充电状态，在该状态下：

若P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中超级电容放电，应适当地增大超级电容的放电功率，缓减超级电容的过充情况，由于锂电池处于正常工作状态，此时无论锂电池处于何种充放电状态下，均采取增大超级电容放电功率的方式，即增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中超级电容充电，应适当地减小超级电容的充电功率，缓减超级电容的过充情况，由于锂电池处于正常工作状态，此时无论锂电池处于何种充放电状态下，均采取减少超级电容充电功率的方式，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

（5-5）当锂电池的荷电状态值为SOC_{low_li}＜SOC_li＜SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_{low_sc}＜SOC_SC＜SOC_{high_sc}时，则判定锂电池和超级电容荷电状态均处于正常工作区域，无论二者处于何种充放电状态，均保持滤波时间常数T不变；

（5-6）当锂电池的荷电状态值为SOC_{low_li}＜SOC_li＜SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_SC≤SOC_{low_sc}，则判定锂电池荷电状态处于正常工作区域，超级电容处于过度放电状态，在该状态下：

若P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中超级电容放电，应适当地减小超级电容的放电功率，缓减超级电容的过放情况，由于锂电池处于正常工作状态，此时无论锂电池处于何种充放电状态下，均采取减小超级电容放电功率的方式，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

若P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中超级电容充电，应适当地增大超级电容的充电功率，缓减超级电容的过放情况，由于锂电池处于正常工作状态，此时无论锂电池处于何种充放电状态下，均采取增大超级电容充电功率的方式，即增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

（5-7）当锂电池的荷电状态值为SOC_li≤SOC_{low_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_SC≥SOC_{high_sc}时，则判定锂电池处于过度放电状态，超级电容处于过度充电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均放电，而锂电池已经处于过放状态，为缓减锂电池的过放情况，此时应该减小锂电池的放电功率，增大超级电容的放电功率，即增大滤波器的滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池放电，超级电容充电，需要使锂电池和超级电容的充电功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\_\mathrm{li}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{li}}}{Q_{\mathrm{SOClow}\_\mathrm{li}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\max \_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOC}}}{Q_{\mathrm{SOC}\max \_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOChigh}\_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，对锂电池和超级电容的放电功率不做调整，保持滤波时间常数T不变；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，而超级电容已经处于过充状态，为缓减超级电容的过充情况，此时应该减小超级电容的充电功率，增大锂电池的充电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

（5-8）当锂电池的荷电状态值为SOC_li≤SOC_{low_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_{low_sc}＜SOC_SC＜SOC_{high_sc}时，则判定锂电池处于过度放电状态，超级电容荷电状态处正常工作区域，在该状态下：

若P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池放电，由于锂电池已经处于过放状态，应减小锂电池的放电功率缓减锂电池的过放情况，由于超级电容处于正常工作状态，此时无论超级电容处于何种充放电状态下，均采取减小锂电池放电功率，增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_li}＜0，则判定储能系统中锂电池充电，应适当地增加锂电池的充电功率，缓减锂电池的过度放电情况，由于超级电容处于正常工作状态，此时无论超级电容处于何种充放电状态下，均采取增大锂电池的充电功率，减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

（5-9）当锂电池的荷电状态值为SOC_li≤SOC_{low_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_SC≤SOC_{low_sc}，则判定锂电池和超级电容均处于过度放电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均放电，此时应该同时减小两者的放电功率，需要使锂电池和超级电容的充电功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\_\mathrm{li}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{li}}}{Q_{\mathrm{SOClow}\_\mathrm{li}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{sc}}}{Q_{\mathrm{SOClow}\_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

其中，

分别为调整后的锂电池和超级电容的充电功率；

若P_{ref_li}＞0，且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池放电，超级电容充电，为减小锂电池的放电功率，应增大滤波器的滤波时间常数，可适当地增大超级电容充电功率，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，为减小超级电容的放电功率，应减小滤波器的滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT，可适当地增大锂电池的充电功率，；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，保持锂电池和超级电容的充电功率不变，即保持滤波时间常数T不变。

综上所示，本发明的基于储能设备荷电状态的可变滤波时间常数的混合储能系统功率分配策略能够在一定程度上防止锂电池和超级电容过充过放，延长储能设备的使用寿命。

Claims (1)

1.一种混合储能系统的功率分配方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）用一个波动功率信号P_HESS作为混合储能系统的输入信号；

（2）对混合储能系统功率的输入信号P_HESS进行滤波，将输入信号P_HESS中的低频分量P_{ref_li}作为混合储能系统中锂电池的有功功率输入信号，将输入信号P_HESS中的其它频带分量P_{ref_sc}作为混合储能系统中超级电容的有功功率输入信号，设定有功功率大于零表示放电，小于零表示充电，则混合储能系统的有功功率分配如下式所示：

$P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}=\frac{1}{1+\mathrm{sT}}{P}_{\mathrm{HESS}}$

$P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}=P_{\mathrm{HESS}}-P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}=\frac{\mathrm{sT}}{1+\mathrm{sT}}{P}_{\mathrm{HESS}}$

其中，T为滤波时间常数，T的取值范围为[0.2，2]；

（3）构建混合储能系统中锂电池的功率特性模型，利用该模型进行计算，得到混合储能系统中锂电池的充放电功率P_li；

其中，锂电池的一阶惯性环节G_li(s)的表达式为：P_{li_ref}表示锂电池参考功率；G_li(s)等效为锂电池在复频域的功率延迟效应，K_li为一阶传递函数的增益，K_li＝1表示锂电池能够精确地跟踪参考功率值，T_li为锂电池延迟时间常数，T_li的取值范围为[0.1，0.2]，表示锂电池的功率延迟程度；

构建混合储能系统中超级电容的功率特性模型，利用模型进行计算，得到混合储能系统中超级电容的充放电功率P_sc：

其中，超级电容的一阶惯性环节G_sc(s)的表达式为：

P_{sc_ref}表示超级电容的参考功率；G_sc(s)等效为超级电容在复频域的功率延迟效应，K_sc为一阶传递函数的增益，其中K_sc＝1表示超级电容能够精确地跟踪参考功率值，T_sc为超级电容延迟时间常数，T_li的取值范围为[0.002，0.005]，表示超级电容的功率延迟程度；

（4）根据步骤（3）得到的混合储能系统中锂电池充放电功率P_li和超级电容的充放电功率P_sc，利用下式，分别计算混合储能系统中锂电池和超级电容的荷电状态值；

${\mathrm{SOC}}_{\mathrm{li}}={\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{li}\left(0\right)}-\frac{{\∫}_0^t{P}_{\mathrm{li}}\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}}{E_{n\_\mathrm{li}}},$

${\mathrm{SOC}}_{\mathrm{sc}}={\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{sc}\left(0\right)}-\frac{{\∫}_0^t{P}_{\mathrm{sc}}\left(\mathrm{\τ}\right)\mathrm{d\τ}}{E_{n\_\mathrm{sc}}},$

其中，SOC_li、SOC_sc分别表示在充放电时刻t的锂电池和超级电容的荷电状态值，SOC_{_li（0）}、SOC_{_sc（0）}分别表示设定的锂电池和超级电容在初始状态的荷电状态初始值，初始值的取值范围为0～1，E_{n_li}、E_{n_sc}分别表示锂电池和超级电容的存储的总能量，P_li(τ)、P_sc(τ)分别为锂电池和超级电容的充放电功率；

（5）根据上述计算得到的混合储能系统中锂电池和超级电容的充放电状态和荷电状态，对锂电池和超级电容充放电状态进行判断，并进行功率分配，以下步骤中，SOC_{high_li}和SOC_{low_li}分别表示锂电池的过度充电警戒值和过度放电警戒值；SOC_{high_sc}和SOC_{low_sc}分别表示超级电容的过度充电警戒值和过度放电警戒值；SOC_{max_li}和SOC_{min_li}分别表示锂电池荷电状态的上限和下限；SOC_{max_sc}和SOC_{min_sc}分别表示超级电容荷电状态的上限和下限；P_{ref_li}表示锂电池的功率参考值，P_{ref_li}＞0表示锂电池放电，P_{ref_li}＜0表示锂电池充电；P_{ref_sc}表示超级电容的功率参考值，P_{ref_sc}＞0表示超级电容放电，P_{ref_sc}＜0表示超级电容充电：

（5-1）当锂电池的荷电状态值SOC_li≥SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_li≥SOC_{high_li}，则判定锂电池和超级电容均处于过度充电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0，且P_{ref_sc}＞0，则保持锂电池和超级电容的原放电功率，保持滤波器的滤波时间常数T不变；

若P_{ref_li}＞0，且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中超级电容充电，锂电池放电；使滤波时间常数T＝T₀-ΔT，其中T₀为滤波时间常数初始值，ΔT为滤波时间常数调整值，ΔT＝0.05T₀；

若P_{ref_li}＜0，且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，并使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，并使锂电池和超级电容的充电功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{li}}}{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{high}\_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{sc}}}{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{high}\_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

其中，

表示功率指令经过调整后分配给锂电池的调整功率值，P_{ref_li}表示混合储能系统的参考功率通过滤波后分配给锂电池的功率参考值；

表示功率指令经过调整后分配给超级电容的调整功率值，P_{ref_sc}表示混合储能系统的参考功率通过滤波后分配给超级电容的功率参考值；

（5-2）当锂电池的荷电状态值SOC_li≥SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_{low_sc}＜SOC_SC＜SOC_{high_sc}，则判定锂电池处于过度充电状态，超级电容的荷电状态处于正常工作区域，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0，则判定储能系统中锂电池放电，并增大锂电池放电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

若P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池充电，并增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

（5-3）当锂电池的荷电状态值SOC_li≥SOCh_{igh_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_SC≤SOC_{low_sc}，则判定锂电池处于过度充电状态，超级电容处于过度放电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均放电，并减小超级电容的放电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT，增大锂电池的放电功率，；

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池放电，超级电容充电，保持锂电池和超级电容的充放电功率，并保持滤波时间常数T不变；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，使锂电池和超级电容的功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{li}}}{{\mathrm{SOC}}_{\max \_\mathrm{li}}-{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{high}\_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{{\mathrm{SOC}}_{\_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\min \_\mathrm{sc}}}{{\mathrm{SOC}}_{\mathrm{low}\_\mathrm{sc}}-{\mathrm{SOC}}_{\min \_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，并减小锂电池的充电功率，增大超级电容的充电功率，即增大滤波器的滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

（5-4）当锂电池的荷电状态值SOC_{low_li}＜SOC_li＜SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_SC≥SOC_{max_sc}，则判定锂电池荷电状态处于正常工作区域，超级电容处于过度充电状态，在该状态下：

若P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中超级电容放电，增大超级电容的放电功率，即增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中超级电容充电，减小超级电容的充电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

（5-5）当锂电池的荷电状态值为SOC_{low_li}＜SOC_li＜SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_{low_sc}＜SOC_SC＜SOC_{high_sc}时，则判定锂电池和超级电容荷电状态均处于正常工作区域，保持滤波时间常数T不变；

（5-6）当锂电池的荷电状态值为SOC_{low_li}＜SOC_li＜SOC_{high_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_SC≤SOC_{low_sc}，则判定锂电池荷电状态处于正常工作区域，超级电容处于过度放电状态，在该状态下：

若P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中超级电容放电，减小超级电容的放电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

若P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中超级电容充电，增大超级电容的充电功率，即增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

（5-7）当锂电池的荷电状态值为SOC_li≤SOC_{low_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_SC≥SOC_{high_sc}时，则判定锂电池处于过度放电状态，超级电容处于过度充电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均放电，减小锂电池的放电功率，增大超级电容的放电功率，即增大滤波器的滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池放电，超级电容充电，使锂电池和超级电容的充电功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\_\mathrm{li}}-Q_{\min \_\mathrm{li}}}{Q_{\mathrm{SOClow}\_\mathrm{li}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\max \_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOC}}}{Q_{\mathrm{SOC}\max \_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOChigh}\_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

其中，

分别为调整后的锂电池和超级电容的充电功率；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，保持滤波时间常数T不变；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，减小超级电容的充电功率，增大锂电池的充电功率，即减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

（5-8）当锂电池的荷电状态值为SOC_li≤SOC_{low_li}，且超级电容的荷电状态值SOC_{low_sc}＜SOC_SC＜SOC_{high_sc}时，则判定锂电池处于过度放电状态，超级电容荷电状态处正常工作区域，在该状态下：

若P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池放电，减小锂电池放电功率，增大滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_li}＜0，则判定储能系统中锂电池充电，增大锂电池的充电功率，减小滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT；

（5-9）当锂电池的荷电状态值为SOC_li≤SOC_{low_li}，且超级电容的荷电状态值为SOC_SC≤SOC_{low_sc}，则判定锂电池和超级电容均处于过度放电状态，在该状态下：

若P_{ref_li}＞0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均放电，使锂电池和超级电容的充电功率按下式进行调整：

$\left\{\begin{array}{c}{P}_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{li}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\_\mathrm{li}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{li}}}{Q_{\mathrm{SOClow}\_\mathrm{li}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{li}}}\\ P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}^{*}=P_{\mathrm{ref}\_\mathrm{sc}}\·\frac{Q_{\mathrm{SOC}\_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{sc}}}{Q_{\mathrm{SOClow}\_\mathrm{sc}}-Q_{\mathrm{SOC}\min \_\mathrm{sc}}}\end{array}\right.,$

其中，

分别为调整后的锂电池和超级电容的充电功率；

若P_{ref_li}＞0，且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池放电，超级电容充电，并增大超级电容充电功率，即增大滤波器的滤波时间常数，使T＝T₀+ΔT；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＞0，则判定储能系统中锂电池充电，超级电容放电，并增大锂电池的充电功率，并减小滤波器的滤波时间常数，使T＝T₀-ΔT，；

若P_{ref_li}＜0,且P_{ref_sc}＜0，则判定储能系统中锂电池和超级电容均充电，保持锂电池和超级电容的充电功率不变，保持滤波时间常数T不变。

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