一种多DC/DC源储能变换器自适应调控方法及系统与流程

本技术属于配电网储能控制，更具体地，涉及一种多dc/dc源储能变换器自适应调控方法及系统。

背景技术：

1、随着分布式光伏、储能系统和并网变流器在配电网中的持续接入，直流型或交直流混合型微电网逐渐成为新能源就地消纳和灵活功率调节的重要形态。在多储能设备并联接入的系统中，各储能设备通常通过独立的双向dc/dc储能变换器接入公共直流母线。由于各储能设备的soc、额定容量、内阻、温度、变换器限流状态和功率裕度并不一致，若仍对直流母线的各双向dc/dc储能变换器支路采用固定比例分配或统一下垂控制，各支路可能出现功率分担不合理、soc（state of charge，荷电量）充放电功率分配失衡与支路功率过冲等问题，因此大量的用于直流母线的多dc/dc源储能变换器的控制方法得以出现。

2、现有多dc/dc源储能变换器的控制方法主要由独立电压控制、固定下垂控制和集中式优化分配组成。独立电压控制依赖各dc/dc支路对直流母线电压偏差的局部响应，缺少对各支路储能设备soc协同分析，可能导致各dc/dc支路（储能变换器支路）出现较大的储能功率振荡和分担偏差。固定下垂控制能够改善功率分配，但下垂系数通常不随各dc/dc支路的soc、功率裕度和限流状态变化，在公共直流母线的能量缺额或能量过剩时，难以实时准确地对各支路进行动态储能功率支撑（对支路soc过度充放电）。集中式优化分配可以综合考虑多类电网约束条件，但通常计算周期较长，对各支路的通信完整性和配电网全局模型建模精度依赖较强，难以直接适应直流母线受到的毫秒至秒级扰动，从而严重降低实时控制精度。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述缺陷，本技术提供一种多dc/dc源储能变换器自适应调控方法及系统，旨在解决现有多dc/dc源储能变换器控制方法存在的各支路储能功率振荡严重、储能功率支撑能力差与实时控制精度不足的问题。

2、第一方面，本技术提供了一种多dc/dc源储能变换器自适应调控方法，包括：

3、s1、获取当前采样时段的直流母线状态参数与各储能支路的支路状态参数，直流母线状态参数包括直流母线电压、直流母线电容、传输给并网逆变器的交流侧有功功率、直流侧负荷功率与由光伏支路输入的光伏输入功率，支路状态参数包括支路运行系数、与直流母线相连的储能设备的储能执行功率、支路电感电流与支路荷电量；

4、s2、基于光伏输入功率、交流侧有功功率、直流侧负荷功率、直流母线电压与直流母线电容，获取直流母线的直流侧功率失衡量、直流母线电容能量偏差、电压偏差与电压变化率、目标能量风险指标；

5、s3、当目标能量风险指标偏离预设安全阈值范围时，基于直流侧功率失衡量、各储能设备的储能执行功率、直流母线电容能量偏差、电压偏差与电压变化率，获取总储能支撑功率；

6、s4、基于各储能支路的支路运行系数、储能执行功率与支路荷电量，获取各储能支路对应的储能分配系数，并基于各储能分配系数与总储能支撑功率，调节各储能支路的dc/dc变换器的占空比。

7、进一步，步骤s2，包括：

8、s21、基于当前采样时段的直流母线电压、直流母线电容、直流母线额定电压与额定电容能量、上一采样时段的直流母线电压，获取直流母线电容能量偏差、电压偏差与电压变化率，并基于直流母线电容能量偏差、电压偏差与电压变化率，获取目标能量风险指标；

9、s22、基于光伏输入功率、交流侧有功功率、直流侧负荷功率、直流母线电压、直流母线电容与各储能执行功率的功率平衡关系，获取直流母线的直流侧功率失衡量。

10、进一步，标能量风险指标的获取过程的计算公式为：

11、

12、其中，为采样时段的目标能量风险指标，为额定直流母线电压，为采样时段的直流母线电压，为采样时段的直流母线电压偏差，为采样时段的直流母线电容能量偏差，为直流母线额定电容能量，、和分别为直流母线电压偏差、电容能量偏差和电压变化速率对应的风险权重，为允许的直流母线电压的最大额定变化率，为一个相邻采样时段的时差。

13、进一步，获取总储能支撑功率的公式表达为：

14、

15、其中，为采样时段的总储能支撑功率，和分别为储能设备的储能执行功率之和对应的最大放电功率和最大充电功率，为饱和限幅函数，为采样时段的直流母线电压偏差，为采样时段的直流母线电容电能偏差，为采样时段的直流侧功率失衡量，、和分别为直流母线电压偏差、电容能量偏差和电压变化速率对应的控制增益。

16、进一步，获取各储能支路对应的储能分配系数，包括：

17、s41、基于当前采样时段各储能支路的支路运行系数、储能执行功率、储能设备的支路荷电量、最大荷电上限、最小荷电下限与额定最大储能执行功率，获取各储能支路的储能分配系数；

18、s42、基于总储能支撑功率、各储能支路的储能分配系数，获取各储能支路的目标储能执行功率，并基于各目标储能执行功率，调节各储能支路的dc/dc变换器的占空比。

19、进一步，支路运行系数包括量测质量系数、通信可靠性系数、限流状态系数与温度安全系数。

20、进一步，基于各目标储能执行功率，调节各储能支路的dc/dc变换器的占空比，包括：

21、基于当前采样时段内的储能支路的额定功率变化率范围，对储能执行功率调整为目标储能执行功率的过程中的功率变化率进行约束，直至储能支路的储能执行功率调整为目标储能执行功率；

22、基于当前采样时段内的直流母线电压、目标储能执行功率，获取储能支路的目标支路电感电流，并基于目标支路电感电流与支路电感电流的偏差，调节储能支路的dc/dc变换器的占空比。

23、进一步，步骤s4之前，还包括：

24、基于直流母线电容能量偏差、电压偏差、并网逆变器的交流侧有功功率，获取目标交流侧有功功率，并基于目标交流侧有功功率与交流侧有功功率的偏差，在并网逆变器的功率变化率范围的约束下，对交流侧有功功率进行调整。

25、其中，现有的对各储能支路的dc/dc变换器的控制，仅依靠直流母线电压偏差来调节储能设备的执行功率，存在层层递进的缺陷：1、母线电容能量与母线电压呈二次非线性关系，仅通过电压偏差无法精准表征母线真实能量盈亏情况，进而无法对各储能支路的储能执行功率按实际充放电需求进行调节，从而无法实现各dc/dc变换器的自适应调节；2、依靠直流母线电压偏差无法有效调节并网逆变器的交流侧有功功率，配电网的直流母线在进行储能支撑过程中受到的全部功率扰动，只能由储能支路分担，会增加储能执行功率的瞬时功率冲击风险。

26、第二方面，本技术还提供一种多dc/dc源储能变换器自适应调控系统，用于执行方面任一方法，包括：

27、状态参数获取模块，用于获取当前采样时段的直流母线状态参数与各储能支路的支路状态参数；

28、能量风险指标获取模块，用于基于光伏输入功率、交流侧有功功率、直流侧负荷功率、直流母线电压与直流母线电容，获取直流母线的直流侧功率失衡量、直流母线电容能量偏差、电压偏差与电压变化率、目标能量风险指标；

29、储能支撑功率获取模块，用于当目标能量风险指标偏离预设安全阈值范围时，基于直流侧功率失衡量、各储能设备的储能执行功率、直流母线电容能量偏差、电压偏差与电压变化率，获取总储能支撑功率；

30、储能分配系数获取模块，用于基于各储能支路的支路运行系数、储能执行功率与支路荷电量，获取各储能支路对应的储能分配系数；

31、dc/dc变换器调节模块，用于基于各储能分配系数与总储能支撑功率，调节各储能支路的dc/dc变换器的占空比。

32、第三方面，本技术还提供一种电子设备，其特征在于，包括：

33、至少一个存储器，用于存储计算机程序；

34、至少一个处理器，用于执行所述存储器存储的程序，当所述存储器存储的程序被执行时，使得处理器执行第一方面或第一方面的任一种可能的实现方式所描述的方法。

35、总体而言，通过本技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

36、1、通过对直流母线电容能量偏差、电压偏差与电压变化率，获取可准确对直流母线能量过剩或缺额状态进行判别的目标能量风险指标；通过直流侧功率失衡量、各储能设备的储能执行功率、直流母线电容能量偏差、电压偏差与电压变化率之间的功率平衡关系，可准确获取需要对各储能支路进行充电或放电时总储能支撑功率，进而通过各储能支路的支路运行系数、储能执行功率与支路荷电量，获取各储能支路储能分配系数与对应的目标储能执行功率，可在保证各配电设备充放电安全的同时，避免总储能支撑功率分配失衡与支路瞬时功率冲击过大，从而可在此基础上准确快速地调控各储能支路的dc/dc变换器占空比，提高配电网的母线电压恢复速度与整体储能功率支撑能力。

37、2、通过直流母线电容能量偏差、电压偏差、并网逆变器的交流侧有功功率，获取目标交流侧有功功率，进而可基于目标交流侧有功功率对并网逆变器进行功率调控，从而可将直流母线在进行储能支撑过程中受到的全部功率扰动，与各储能支路一起协同分担，降低各储能支路的功率振荡。