CN109066753A - 一种基于储能电池荷电状态的控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于储能电池荷电状态的控制方法及系统，采用滞环控制储能电池运行在任何模式下控制荷电状态值SOC在之间。正常情况下，逆变器可运行于独立/并网两种模式，当储能电池工作在充/放电越限模式时，逆变器必须工作在并网模式，通过校正逆变器功率参考，使储能电池工作在放/充电状态，有效抑制储能电池荷电状态值SOC充放电越限情况出现，从而减小停机现象的出现，避免在两个状态之间快速跳变，控制直流母线电压恒定，为系统提供稳定的直流电压支撑，提高了系统稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电控制技术领域，特别是涉及一种基于储能电池荷电状态的控制方法及系统。
背景技术
近年来，随着科学技术的不断进步，风力发电技术也得到了快速发展。由于风力分布式发电要求即可以独立运行也可以并网运行，同时由于风能自身具有不可预测性和间歇性导致以其作为能量来源的发电系统输出呈现波动性和断续性。为了保证系统可以独立/并网双模运行，有效抑制功率波动，提供稳定的直流母线电压，保证系统功率平衡，在风力发电系统直流侧引入能量型储能装置，如储能电池。
对于直流储能系统，由于储能电池的容量有限，需要根据储能电池的荷电状态SOC进行工作模式切换，当SOC在允许范围内时，储能电池正常工作，当SOC越限时，则需要对储能电池需要进行充/放电控制，防止过充和过放对储能电池造成不可逆的损害。现有抑制储能电池荷电状态SOC越限具体为：当正常工作时，则控制直流母线电压恒定；当储能电池工作在充放电模式时，需要由其它单元提供恒定的直流电压，进而抑制储能电池荷电状态SOC越限，但现有控制方法在正常工作模式与充放电模式之间切换时需要同步切换，进而会产生冲击电流，严重时导致系统不稳定。
基于上述问题，如何设计一种抑制储能电池荷电状态值SOC充放电越限的控制方法及系统成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于储能电池荷电状态的控制方法及系统，以实现抑制储能电池荷电状态值SOC充放电越限。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于储能电池荷电状态的控制方法，所述控制方法包括：
步骤S1：获取储能电池的当前时刻荷电状态值；
步骤S2：判断所述当前时刻荷电状态值是否大于第一设定阈值SOCup，获得第一判断结果；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于第一设定阈值SOCup，则返回步骤S3；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于或等于第一设定阈值SOCup，则返回步骤S5；
步骤S3：获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
步骤S4：判断所述下一时刻荷电状态值是否小于第二设定阈值SOC′up，获得第二判断结果；如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于第二设定阈值SOC′up，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回步骤S1；如果如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于或等于第二设定阈值SOC′up，则控制逆变器工作在并网模式下，并返回步骤S3；
步骤S5；判断所述当前时刻荷电状态值是否小于第四设定阈值SOCdown，获得第三判断结果；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于第四设定阈值SOCdown，则返回步骤S6；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于或等于第四设定阈值SOCdown，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回步骤S1；
步骤S6：获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
步骤S7：判断所述下一时刻荷电状态值是否大于第三设定阈值SOC′down，获得第四判断结果；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于或等于第三设定阈值SOC′down，则控制逆变器工作在并网模式下，并返回步骤S6；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于第三设定阈值SOC′down，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回步骤S1。
可选的，所述控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，具体包括：
当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定；
当控制逆变器并网运行时，逆变器输出功率为：
其中：Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
可选的，所述当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定，具体包括：
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind大于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＜0，储能电池充电运行，荷电状态值SOC增大，当前时刻荷电状态值SOC大于第一设定阈值SOCup时，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由充电模式切换到放电模式，荷电状态值SOC逐渐减小到小于第二设定阈值即SOC′up，则储能电池工作在正常模式。
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind小于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＞0，储能电池放电运行，荷电状态值SOC减小，当SOC<SOC'up时，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由放电模式切换到充电模式，荷电状态值SOC逐渐增大直到大于第三设定阈值SOC′down，储能电池工作在正常模式。
可选的，所述控制逆变器工作在并网模式下，具体包括：
当逆变器工作在独立模式下，控制逆变器由独立模式切换到并网模式，由储能电池发送的并网信号控制并网开关STS闭合，对逆变器功率进行校正，则校正后的逆变器输出功率为：
其中：Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
本发明还提供一种基于储能电池荷电状态的控制系统，所述控制系统包括：
第一获取模块，用于获取储能电池的当前时刻荷电状态值；
第一判断模块，用于判断所述当前时刻荷电状态值是否大于第一设定阈值SOCup，获得第一判断结果；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于第一设定阈值SOCup，则返回“第二获取模块”；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于或等于第一设定阈值SOCup，则返回“第三判断模块”：
第二获取模块，用于获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
第二判断模块，用于判断所述下一时刻荷电状态值是否小于第二设定阈值SOC′up，获得第二判断结果；如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于第二设定阈值SOC′up，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回“第一获取模块”；如果如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于或等于第二设定阈值SOC′up，则控制逆变器工作在并网模式下，并返回“第二获取模块”；
第三判断模块，用于判断所述当前时刻荷电状态值是否小于第四设定阈值SOCdown，获得第三判断结果；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于第四设定阈值SOCdown，则返回“第三获取模块”；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于或等于第四设定阈值SOCdown，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回“第一获取模块”；
第三获取模块，用于获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
第四判断模块，用于判断所述下一时刻荷电状态值是否大于第三设定阈值SOC′down，获得第四判断结果；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于或等于第三设定阈值SOC′down，则控制逆变器工作在并网模式下，并返回“第三获取模块”；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于第三设定阈值SOC′down，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回“第一获取模块”。
可选的，所述控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，具体包括：
当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定；
当控制逆变器并网运行时，逆变器输出功率为：
其中：Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
可选的，所述当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定，具体包括：
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind大于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＜0，储能电池充电运行，荷电状态值SOC增大，当前时刻荷电状态值SOC大于第一设定阈值SOCup时，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由充电模式切换到放电模式，荷电状态值SOC逐渐减小到小于第二设定阈值即SOC′up，则储能电池工作在正常模式。
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind小于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＞0，储能电池放电运行，荷电状态值SOC减小，当SOC<SOC'up时，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由放电模式切换到充电模式，荷电状态值SOC逐渐增大直到大于第三设定阈值SOC′down，储能电池工作在正常模式。
可选的，所述控制逆变器工作在并网模式下，具体包括：
当逆变器工作在独立模式下，控制逆变器由独立模式切换到并网模式，由储能电池发送的并网信号控制并网开关STS闭合，对逆变器功率进行校正，则校正后的逆变器输出功率为：
其中：Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明采用滞环控制储能电池运行在任何模式下控制荷电状态值SOC在[SOCdown,SOCup]之间。正常情况下，逆变器可运行于独立/并网两种模式，当储能电池工作在充/放电越限模式时，逆变器必须工作在并网模式，通过校正逆变器功率参考，使储能电池工作在放/充电状态，有效抑制储能电池荷电状态值SOC充放电越限情况出现，从而减小停机现象的出现，避免在两个状态之间快速跳变，控制直流母线电压恒定，为系统提供稳定的直流电压支撑，提高了系统稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例基于储能的直驱风力发电控制结构图；
图2为本发明实施例阈值设定原理图；
图3为本发明实施例基于储能电池荷电状态的控制方法流程图；
图4为本发明实施例基于储能电池荷电状态的控制系统结构图；
图5为本发明实施例储能电池的荷电状态值SOC波形图；
图6为本发明实施例直流母线电压波形图；
图7为本发明实施例改进控制策略下功率波形图；
图8为本发明实施例改进控制策略下储能电池的荷电状态值SOC波形图；
图9为本发明实施例改进控制策略下直流母线电压波形图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于储能电池荷电状态的控制方法及系统，以实现抑制储能电池荷电状态值SOC充放电越限。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例基于储能的直驱风力发电控制结构图；如图1所示，机侧变换器实现最大风能跟踪控制，机侧变换器通过直流母线与DC/DC变换器相连，储能电池(蓄能单元)与DC/DC变换器相连，逆变器运行于独立/并网双模式，逆变器通过STS开关与配电网相连，同时逆变器与负载相连，直驱风力发电系统一直采用直流母线电压外环和电流内环的双闭环控制策略控制直流母线电压恒定。其中，机侧输出功率为Pwind，逆变器输出功率为Pinv，而储能电池输出功率为Psto。为了维持系统工作在稳定的工作状态，实时监测储能电池SOC，通过SOC确定储能电池工作模式，根据工作模式校正电网功率及逆变器工作模式，防止SOC越限，从而保证SOC在正常工作范围内，具体阈值设定原理图如图2所示，工作流程图如图3所示。
如图2可知，第一设定阈值SOCup大于第二设定阈值SOC′up，第二设定阈值SOC′up大于或等于第三设定阈值SOC′down，第三设定阈值SOC′down大于第四设定阈值SOCdown。
如图3所示，本发明提供一种基于储能电池荷电状态的控制方法，所述控制方法包括：
步骤S1：获取储能电池的当前时刻荷电状态值；
步骤S2：判断所述当前时刻荷电状态值是否大于第一设定阈值SOCup，获得第一判断结果；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于第一设定阈值SOCup，则返回步骤S3；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于或等于第一设定阈值SOCup，则返回步骤S5；
步骤S3：获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
步骤S4：判断所述下一时刻荷电状态值是否小于第二设定阈值SOC′up，获得第二判断结果；如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于第二设定阈值SOC′up，则储能电池工作在正常模式，控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回步骤S1；如果如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于或等于第二设定阈值SOC′up，则储能电池工作在充电越限模式，控制逆变器工作在并网模式下，并返回步骤S3；
步骤S5；判断所述当前时刻荷电状态值是否小于第四设定阈值SOCdown，获得第三判断结果；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于第四设定阈值SOCdown，则返回步骤S6；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于或等于第四设定阈值SOCdown，则储能电池工作在正常模式，控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回步骤S1；
步骤S6：获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
步骤S7：判断所述下一时刻荷电状态值是否大于第三设定阈值SOC′down，获得第四判断结果；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于或等于第三设定阈值SOC′down，则储能电池工作在放电越限模式，控制逆变器工作在并网模式下，并返回步骤S6；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于第三设定阈值SOC′down，则储能电池工作在正常模式，控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回步骤S1。
下面对各个步骤进行详细论述：
作为一种实施方式，本发明所述储能电池工作在正常模式，控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，具体包括：
当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定；
当控制逆变器并网运行时，逆变器输出功率为：
其中：Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
作为一种实施方式，本发明所述当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定，具体包括：
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind大于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＜0，储能电池充电运行，荷电状态值SOC增大，当前时刻荷电状态值SOC大于第一设定阈值SOCup时，储能电池工作在充电越限模式，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由充电模式切换到放电模式，荷电状态值SOC逐渐减小到小于第二设定阈值即SOC′up，则储能电池工作在正常模式。
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind小于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＞0，储能电池放电运行，荷电状态值SOC减小，当SOC<SOC'up时，储能电池工作在放电越限模式，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由放电模式切换到充电模式，荷电状态值SOC逐渐增大直到大于第三设定阈值SOC′down，储能电池工作在正常模式。
作为一种实施方式，本发明所述储能电池工作在充电/放电越限模式，控制逆变器工作在并网模式下，具体包括：
当逆变器工作在独立模式下，控制逆变器由独立模式切换到并网模式，由储能电池发送的并网信号控制并网开关STS闭合，对逆变器功率进行校正，则校正后的逆变器输出功率为：
其中：Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
当储能电池工作在充电越限模式时，Kcor＞1，即逆变器并网输出功率大于机侧输出功率，储能系统处于放电状态，储能电池的荷电状态值SOC减小，但不超过第一设定阈值SOCup。
当储能电池工作在放电越限模式时，Kcor＜1，则逆变器并网输出功率小于机侧输出功率，储能系统处于充电模式，储能电池的荷电状态值SOC增大，但不超过第四设定阈值SOCdown。
本发明采用滞环控制，通过实时检测储能电池荷电状态值SOC选择控制逆变器在独立模式或并网模式下运行，避免在两个状态之间快速跳变，提高了系统的稳定性。
图4为本发明实施例基于储能电池荷电状态的控制系统结构图，如图4所示，本发明提供一种基于储能电池荷电状态的控制系统，所述控制系统包括：
第一获取模块1，用于获取储能电池的当前时刻荷电状态值；
第一判断模块2，用于判断所述当前时刻荷电状态值是否大于第一设定阈值SOCup，获得第一判断结果；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于第一设定阈值SOCup，则返回“第二获取模块”；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于或等于第一设定阈值SOCup，则返回“第三判断模块”：
第二获取模块3，用于获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
第二判断模块4，用于判断所述下一时刻荷电状态值是否小于第二设定阈值SOC′up，获得第二判断结果；如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于第二设定阈值SOC′up，则储能电池工作在正常模式，控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回“第一获取模块”；如果如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于或等于第二设定阈值SOC′up，则储能电池工作在充电越限模式，控制逆变器工作在并网模式下，并返回“第二获取模块”；
第三判断模块5，用于判断所述当前时刻荷电状态值是否小于第四设定阈值SOCdown，获得第三判断结果；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于第四设定阈值SOCdown，则返回“第三获取模块”；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于或等于第四设定阈值SOCdown，则储能电池工作在正常模式，控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回“第一获取模块”；
第三获取模块6，用于获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
第四判断模块7，用于判断所述下一时刻荷电状态值是否大于第三设定阈值SOC′down，获得第四判断结果；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于或等于第三设定阈值SOC′down，则储能电池工作在放电越限模式，控制逆变器工作在并网模式下，并返回“第三获取模块”；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于第三设定阈值SOC′down，则储能电池工作在正常模式，控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回“第一获取模块”。
下面进行详细论述：
可选的，所述储能电池工作在正常模式，控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，具体包括：
当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定；
当控制逆变器并网运行时，逆变器输出功率为：
其中：Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
作为一种实施方式，本发明所述当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定，具体包括：
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind大于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＜0，储能电池充电运行，荷电状态值SOC增大，当前时刻荷电状态值SOC大于第一设定阈值SOCup时，储能电池工作在充电越限模式，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由充电模式切换到放电模式，荷电状态值SOC逐渐减小到小于第二设定阈值即SOC′up，则储能电池工作在正常模式。
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind小于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＞0，储能电池放电运行，荷电状态值SOC减小，当SOC<SOC'up时，储能电池工作在放电越限模式，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由放电模式切换到充电模式，荷电状态值SOC逐渐增大直到大于第三设定阈值SOC′down，储能电池工作在正常模式。
作为一种实施方式，本发明所述储能电池工作在充电/放电越限模式，控制逆变器工作在并网模式下，具体包括：
当逆变器工作在独立模式下，控制逆变器由独立模式切换到并网模式，由储能电池发送的并网信号控制并网开关STS闭合，对逆变器功率进行校正，则校正后的逆变器输出功率为：
其中：Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
具体举例：
以蓄电池作为储能电池为例进行验证，SOCup＝0.9、SOCdown＝0.5和SOC'up＝SOC'down＝0.7，因此，蓄电池的荷电状态值SOC的正常工作范围为[0.5,0.9]。当蓄电池的荷电状态值SOC不采用滞环控制时，即当蓄电池的荷电状态值SOC>0.9时，蓄电池工作在充电越限模式，当蓄电池的荷电状态值SOC<0.5时，蓄电池工作在放电越限模式，当0.5<SOC<0.9时蓄电池工作在正常模式，对应仿真波形如图5和图6所示。从图中可以看出，初始时蓄电池的荷电状态值SOC＝0.75，蓄电池充电，荷电状态值SOC增大，当蓄电池的荷电状态值SOC达到0.9后越限，模式切换导致蓄电池的荷电状态值SOC在0.9上下波动，从而导致系统在正常模式和充电越限模式之间切换。当模式切到正常模式且独立运行，并逆变器功率大于机侧功率，蓄电池放电，蓄电池的荷电状态值SOC减小并小于0.9，系统进入正常模式，蓄电池的荷电状态值SOC一直减小直流达到0.5后越限，原理于上面分析相同。由于系统在正常模式与越限模式之间来回跳变，引起直流母线电压较大的波动，容易导致系统不稳定，因此，对蓄电池的荷电状态值SOC状态判断采用滞环判断。
改进控制策略的仿真波形如图7-图9所示，初始时分布式系统独立运行，机侧输出功率大于逆变器输出功率，蓄电池的荷电状态值SOC一直增大，当检测发现蓄电池的荷电状态值SOC>0.9，控制逆变器并网同时进行逆变器功率校正，使得控制逆变器并网输出功率大于机侧输出功率，蓄电池的荷电状态值SOC逐渐减小直到蓄电池的荷电状态值SOC<0.7，进入蓄电池正常工作模式，且逆变器依然并网运行。当时间为6s时，风速突减，导致机侧输出功率减小，但由于并网运行，逆变器输出功率近似等于机侧输出功率，因此，蓄电池输出功率几乎为0，蓄电池的荷电状态值SOC保持为0.7。当时间为8s时，系统由并网模式切换到独立模式，逆变器输出功率由负载决定且大于机侧输出功率，因此，蓄电池放电为逆变器提供功率，蓄电池的荷电状态值SOC一直减小，当检测发现蓄电池的荷电状态值SOC<0.5，控制逆变器并网同时进行逆变器功率校正，使得逆变器并网输出功率小于机侧输出功率，储能充电，蓄电池的荷电状态值SOC逐渐增大直到蓄电池的荷电状态值SOC>0.7，进入正常工作模式，且逆变器依然并网运行。而且通过改进控制策略，直流母线电压在储能模式切换时，一直维持在稳定的状态，因此改进型的调节器对系统的控制有效，增加了储能电池正常工作时长，提高了系统稳定性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种基于储能电池荷电状态的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
步骤S1：获取储能电池的当前时刻荷电状态值；
步骤S2：判断所述当前时刻荷电状态值是否大于第一设定阈值SOCup，获得第一判断结果；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于第一设定阈值SOCup，则返回步骤S3；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于或等于第一设定阈值SOCup，则返回步骤S5；
步骤S3：获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
步骤S4：判断所述下一时刻荷电状态值是否小于第二设定阈值SOC′up，获得第二判断结果；如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于第二设定阈值SOC′up，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回步骤S1；如果如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于或等于第二设定阈值SOC′up，则控制逆变器工作在并网模式下，并返回步骤S3；
步骤S5；判断所述当前时刻荷电状态值是否小于第四设定阈值SOCdown，获得第三判断结果；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于第四设定阈值SOCdown，则返回步骤S6；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于或等于第四设定阈值SOCdown，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回步骤S1；
步骤S6：获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
步骤S7：判断所述下一时刻荷电状态值是否大于第三设定阈值SOC′down，获得第四判断结果；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于或等于第三设定阈值SOC′down，则控制逆变器工作在并网模式下，并返回步骤S6；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于第三设定阈值SOC′down，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回步骤S1。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，具体包括：
当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定；
当控制逆变器并网运行时，逆变器输出功率为：
其中：Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定，具体包括：
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind大于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＜0，储能电池充电运行，荷电状态值SOC增大，当前时刻荷电状态值SOC大于第一设定阈值SOCup时，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由充电模式切换到放电模式，荷电状态值SOC逐渐减小到小于第二设定阈值即SOC′up，则储能电池工作在正常模式。
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind小于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＞0，储能电池放电运行，荷电状态值SOC减小，当SOC<SOC'up时，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由放电模式切换到充电模式，荷电状态值SOC逐渐增大直到大于第三设定阈值SOC′down，储能电池工作在正常模式。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制逆变器工作在并网模式下，具体包括：
当逆变器工作在独立模式下，控制逆变器由独立模式切换到并网模式，由储能电池发送的并网信号控制并网开关STS闭合，对逆变器功率进行校正，则校正后的逆变器输出功率为：
其中：Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
5.一种基于储能电池荷电状态的控制系统，其特征在于，所述控制系统包括：
第一获取模块，用于获取储能电池的当前时刻荷电状态值；
第一判断模块，用于判断所述当前时刻荷电状态值是否大于第一设定阈值SOCup，获得第一判断结果；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于第一设定阈值SOCup，则返回“第二获取模块”；如果所述第一判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于或等于第一设定阈值SOCup，则返回“第三判断模块”：
第二获取模块，用于获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
第二判断模块，用于判断所述下一时刻荷电状态值是否小于第二设定阈值SOC′up，获得第二判断结果；如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于第二设定阈值SOC′up，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回“第一获取模块”；如果如果所述第二判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于或等于第二设定阈值SOC′up，则控制逆变器工作在并网模式下，并返回“第二获取模块”；
第三判断模块，用于判断所述当前时刻荷电状态值是否小于第四设定阈值SOCdown，获得第三判断结果；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值小于第四设定阈值SOCdown，则返回“第三获取模块”；如果所述第三判断结果表示所述当前时刻荷电状态值大于或等于第四设定阈值SOCdown，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回“第一获取模块”；
第三获取模块，用于获取储能电池的下一时刻荷电状态值；
第四判断模块，用于判断所述下一时刻荷电状态值是否大于第三设定阈值SOC′down，获得第四判断结果；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值小于或等于第三设定阈值SOC′down，则控制逆变器工作在并网模式下，并返回“第三获取模块”；如果所述第四判断结果表示所述下一时刻荷电状态值大于第三设定阈值SOC′down，则控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，并返回“第一获取模块”。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制逆变器工作在独立模式或并网模式下，具体包括：
当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定；
当控制逆变器并网运行时，逆变器输出功率为：
其中：Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于，所述当控制逆变器独立运行时，逆变器输出功率由本地负载决定，具体包括：
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind大于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＜0，储能电池充电运行，荷电状态值SOC增大，当前时刻荷电状态值SOC大于第一设定阈值SOCup时，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由充电模式切换到放电模式，荷电状态值SOC逐渐减小到小于第二设定阈值即SOCu′p，则储能电池工作在正常模式。
当储能电池工作在正常模式且机侧输出功率Pwind小于逆变器输出功率时，储能电池输出功率Psto＞0，储能电池放电运行，荷电状态值SOC减小，当SOC<SOC'up时，控制逆变器切换到并网模式，逆变器输出功率为：
其中，Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数；
通过校正逆变器功率，使得储能电池由放电模式切换到充电模式，荷电状态值SOC逐渐增大直到大于第三设定阈值SOCd′own，储能电池工作在正常模式。
8.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述控制逆变器工作在并网模式下，具体包括：
当逆变器工作在独立模式下，控制逆变器由独立模式切换到并网模式，由储能电池发送的并网信号控制并网开关STS闭合，对逆变器功率进行校正，则校正后的逆变器输出功率为：
其中：Kcor为功率校正因子，Pwind为机侧输出功率，为并网逆变器输出功率，Tfi1为滤波时间常数。
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