ارائه روش جدید مدیریت انرژی مبتنی بر بهینه‌سازی بلادرنگ برای سیستم ذخیره‌ساز ترکیبی باتری/ابرخازن در ریز شبکه dc

در این مقاله یک روش جدید مدیریت انرژی مبتنی بر بهینه‌سازی برای ذخیره‌ساز ترکیبی باتری/ابرخازن، در کابرد ریزشبکه dc ارائه می‌گردد. در سیستم پیشنهادی باتری توسط یک مبدل دو جهته و ابرخازن به صورت مستقیم به باس dc متصل شده‌اند (ساختار نیمه فعال). باتوجه به اتصال مستقیم ابرخازن به باس dc و این موضوع که هدف اصلی ذخیره‌ساز در ریزشبکه حفظ ولتاژ باس dc در مقدار مطلوب است، مسئله کنترل ابرخازن اهمیت بیشتری می‌یابد. اما در ساختار نیمه فعال کنترلی روی ابرخازن وجود ندارد. در این مقاله، با در نظر گرفتن جریان ابرخازن به عنوان یک هدف کنترلی در تعیین جریان مرجع باتری، این چالش برطرف شده است. همچنین در حالت مازاد توان در شبکه که باتری شارژ خواهد شد نیز تابع هدف کنترلی جدیدی در نظر گرفته شده تا باتری به صورت جریان ثابت شارژ شود تا زمان شارژ کاهش و طول عمر آن افزایش یابد. هدف کنترلی دیگر، افزایش طول عمر باتری با کشیدن جریان نرم از باتری و پاسخگویی ابرخازن به تغییرات لحظه‌ای می‌باشد. جهت تعیین نقطه کار بهینه بصورت برخط، این مسئله چند هدفی به مسئله تک هدف تبدیل و با استفاده از شرایط kkt حل شده است. در نتیجه مزیت اصلی روش پیشنهادی، قابلیت به کارگیری آن در سیستم بلادرنگ می‌باشد. با استفاده از شبیه‌سازی در سه سناریوی مختلف در بازه زمانی 24 ثانیه، عملکرد روش پیشنهادی با روش‌های مبتنی بر فیلتر با فرکانس قطع تطبیقی و روش منطق فازی از جهت تنظیم ولتاژ باس dc، پیک جریان و سطح شارژ باتری مقایسه شده است.

a new real-time optimization-based energy management strategy for battery/supercapacitor hybrid storage system in dc microgrid

this article presents a new energy management strategy (ems) for optimal power allocation in the battery/supercapacitor hybrid energy storage (hess) in dc microgrid applications. the proposed system is composed of a semiactive structure where the supercapacitor is directly connected to dc bus. in this structure, since the main purpose of the hess is to maintain the dc bus voltage at the desired value, controlling the supercapacitor becomes more important. while, in the semi‌active structure, there is no control on the supercapacitor. in this paper, by considering the supercapacitor current as a cost function in the optimization problem, this challenge has been solved. also, in the case of microgrid excess power mode, a new cost function has been considered to charge the battery with a constant current to reduce the charging time and improve its lifespan. another objective is to increase battery life by responding the supercapacitor to the sudden power changes and drawing a smooth current from the battery. in order to online determination of the optimal global solution, this multi‌objective problem has been converted into a single‌objective problem by use of the weighted method and then solved using kkt conditions. therefore, real‌time implementation is the main advantage of the proposed method. finally, using simulation, the performance of the proposed method is compared with an adaptive cutoff frequency filter‌based method and fuzzy logic method, in three 24 seconds different scenarios, in terms of the dc bus voltage regulation, the battery peak current, and the battery state of charge (soc).