MATLAB/Simulink仿真研究：基于下垂控制的蓄电池SOC均衡策略

最新推荐文章于 2025-12-04 16:15:00 发布

原创最新推荐文章于 2025-12-04 16:15:00 发布 · 348 阅读

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MATLAB/Simulink仿真，蓄电池SOC均衡采用下垂控制，根据自身容量选择出力，直流母线电压、功率保持稳定无波动 MATLAB/Simulink仿真，蓄电池SOC均衡（锂电池）根据微网内功率盈余，两组SOC不同的蓄电池采用分段下垂控制，随着出力的不同SOC趋于一致；同时对直流母线电压进行补偿、功率保持稳定无波动。相对于传统的SOC均衡算法，具有较快的趋近速度，并且SOC一致时，充放电两种状态切换时出力无波动了。

最近在搞微电网储能系统仿真时遇到了有意思的问题——两组锂电池SOC差异过大导致出力分配不均。传统的下垂控制虽然能实现SOC均衡，但收敛速度慢得像树懒，而且充放电切换瞬间母线电压抖得跟心电图似的。折腾了半个月终于搞出个靠谱的分段下垂控制方案，实测SOC均衡速度提升3倍以上，最关键的是切换过程稳如老狗。

先看核心思路：传统下垂控制用固定下垂系数，电池出力与SOC呈线性关系。但SOC差较大时这种温柔的控制方式显然不够暴力。我们的方案把下垂曲线分成三段：当SOC差超过5%时启用激进的指数型下垂系数，SOC差在2%-5%采用二次曲线过渡，小于2%时回归传统线性控制。就像开车时，离目标远时地板油，接近时轻踩刹车。

建模时在Simulink里搭了双电池组系统，关键模块是这个魔改版下垂控制器：

function [P_ref, V_comp] = DroopController(SOC1, SOC2, C1, C2, V_nom)
    delta_SOC = SOC1 - SOC2;
    K_base = 0.05 * (C1 + C2)/2; % 基础下垂系数
    
    if abs(delta_SOC) > 0.05
        K = K_base * exp(3*abs(delta_SOC)); % 指数区
    elseif abs(delta_SOC) > 0.02
        K = K_base * (1 + 20*(abs(delta_SOC)-0.02)^2); % 二次过渡区
    else
        K = K_base; % 线性区
    end
    
    P_ref = K * delta_SOC; % 功率基准差值
    V_comp = 0.1 * sign(delta_SOC) * P_ref^2; % 电压补偿量
end

这个函数干了三件大事：1.根据SOC差动态调整下垂系数；2.生成功率分配指令；3.计算母线电压补偿量。重点看指数项exp(3*abs(delta_SOC))，当SOC差超过5%时，下垂系数呈指数增长，相当于给系统装了个涡轮增压。