基于频率滞环的孤立微网混合储能系统频率控制策略

以蓄电池与超级电容器混合储能系统为研究对象,提出基于频率滞环的孤立微网混合储能系统频率控制策略。该控制策略包含Ⅰ、Ⅱ两种控制方式:控制方式Ⅰ通过引入频率滞环来协调频率控制精度与蓄电池充放电次数的关系,可有效减小蓄电池的充放电次数;控制方式Ⅱ综合考虑蓄电池使用寿命和超级电容器容量的双重约束,通过频率滞环协调蓄电池和超级电容器的充放电优先级,实现不同储能装置的优化控制。在DIg SI-LENT商业软件中搭建了Benchmark低压微网算例,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于混合储能的光伏微网孤网运行的综合控制策略

孤网运行的光伏微网输出功率具有间歇性和随机性。为了保证系统供电的可靠性及稳定性,将能量密度大的蓄电池和功率密度高的超级电容器构成混合储能系统应用于光伏微网的思路成为研究热点。在现有蓄电池电流多滞环控制策略的基础上进行改进,提出基于功率的储能单元控制策略。该方法优化了储能系统的工作状态,有利于提高蓄电池的工作寿命。通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了基于混合储能的光伏微网孤网运行仿真模型,并对该光伏微网的控制策略进行验证和分析。结果表明,混合储能系统能迅速平衡系统的瞬时功率,优化系统运行状态,保证供电的可靠性。     

超级电容器与蓄电池混合储能系统在微网中的应用

由于微网中含有发电单元输出功率与负荷功率2组不相关随机变量,储能需要频繁吸收(发出)有功功率以维持微网的稳定运行,这对传统蓄电池储能的工作状况产生了较大的负面影响,缩短了其使用寿命.文中提出了适用于微网的超级电容器与蓄电池混合储能结构,采用统一建模方法进行了建模,并采用小信号分析方法推导了储能的稳定条件.针对该混合储能结构,采用多滞环调节控制策略提高了储能的灵活性与实用性.利用超级电容器功率密度高和循环寿命长的优点,通过控制双向DC/DC变换器实现对蓄电池充放电过程的优化控制,可以避免蓄电池单独储能时的容量浪费,延长其使用寿命,提高储能的技术经济性.仿真和实验结果验证了所提出的混合储能结构及其控制策略的有效性.     

基于频谱分析的微网混合储能容量优化配置

为含多种分布式电源的微网系统配置适当容量的储能,可有效提高微网供电的可靠性和灵活性。针对风光互补独立微网系统,考虑储能设备的运行特性对其循环使用寿命的影响,对微网储能容量优化配置进行了研究。在对微网净负荷功率进行频谱分析的基础上,提出了协调蓄电池与超级电容器运行的微网系统功率分配策略。通过分析储能系统的成本结构,建立了以储能系统年综合最小成本为目标函数,同时考虑储能充放电功率、剩余电量等约束条件的微网混合储能容量优化模型。实例验证了所提方法的技术合理性和经济实用性,为微网储能规划设计提供了理论依据和技术支持。     

用于优化微网联络线功率的混合储能容量优化方法

为微网配置蓄电池/超级电容器混合储能,可更好地调节微网与配电网间联络线的功率。文中提出了一种用于优化微网联络线功率的混合储能容量优化方法。首先,建立了混合储能系统的容量优化模型,以考虑储能寿命和更换的全寿命周期净现值为目标函数,以不同类型储能各自补偿频段的分界频率作为优化变量,在约束条件中详细计及了非理想储能系统的充放电效率以及实际工作中的荷电状态限制。其次,给出了采用遗传算法求解模型的步骤,在遗传算法中调用以下过程:先由分界频率计算滤波时间常数,从而实现混合储能功率分配;之后计算储能容量,再进行经济评价。最后,采用天津生态城某微网的实例进行验证,并与实际安装储能以及目前主流文献方法对比。对比结果表明,所提出的方法在达到同等补偿效果的前提下具有更好的经济性。     

混合储能参与自动发电控制容量优化配置

储能装置参与调频具有成本高和寿命短的特点,需要进行容量优化配置来降低成本才能提高其实用性.以年综合成本最小为目标,根据白噪声随机扰动与风电扰动数据组成的区域控制偏差,对超级电容器和蓄电池共同构成的混合储能系统进行容量优化配置,并通过仿真验证所提容量配置策略的优越性.配置过程中对区域控制偏差进行分配时,采用超级电容器优先充放电的功率分配方法,与常规的频域分解方法相比,能够显著降低蓄电池的充放电损耗,并提高储能系统参与调频的整体经济性.     

考虑蓄电池极化效应的储能容量配置方案研究

配置合理的储能系统对孤立微电网的稳定与经济运行具有重要的意义。在含风电、蓄电池与超级电容器混合储能的孤立微电网基础上,充分考虑实际系统中蓄电池极化效应的影响,以平抑低频风电功率波动为目的配置蓄电池容量,同时以平抑高频风电功率波动为目的配置超级电容器容量,并建立了平抑一定概率下功率波动的储能容量配置模型,从而保证储能系统有足够容量维持孤立微电网稳定运行。结合具体微电网实例对混合储能配置方法进行说明,分析给定数据下的风电功率波动,计算得到满足设定概率的功率波动的储能配置容量,并通过实时仿真进行验证,结果表明储能系统可平抑风电功率波动、维持负荷稳定运行,且蓄电池与超级电容器SOC均运行于合理范围。该方法对实际微电网中储能的容量配置具有一定的指导意义。     

一种适用于微电网混合储能系统的功率分配策略

混合储能系统同时具有功率型和能量型储能设备的优点,适用于微电网中平抑波动性功率。采用直流母线并联方式的超级电容器和蓄电池混合储能系统,由蓄电池储能单元稳定直流母线电压,超级电容器储能单元跟踪参考电流,从而达到功率的动态分配。在混合储能系统功率损耗模型的基础上,提出一种兼顾超级电容器荷电状态和储能系统损耗的功率分配策略。将该策略用于光伏发电系统输出功率平抑,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

基于能量协调控制的混合储能系统容量配置方法

为了平滑离网光伏发电系统中源荷之间功率差的随机波动,提出了一种适用于混合储能系统中不同储能介质之间充放电功率分配的能量协调控制策略。该策略依据不同储能介质的实时荷电状态,结合最大可能充放电时间,令超级电容器优先充放电,当达到其充放电极限时,再控制蓄电池进行充放电。在此基础上根据全寿命周期理论,考虑实时荷电状态、负荷缺电率和系统自主运行能力等约束,建立混合储能系统容量配置优化模型。利用改进粒子群算法对算例进行求解分析,并与单一蓄电池储能进行比较,验证能量协调控制策略的有效性和容量配置优化模型的正确性。     

基于平滑控制策略的混合储能优化配置方法

针对分布式电源的随机性引起的联络线波动,在微电网中加入混合储能装置可以有效平抑该波动,提高电能质量。采用蓄电池与超级电容器组合的混合储能装置,以二阶低通滤波方式确定混合储能装置输出功率,提出一种考虑超级电容器剩余容量的超前控制策略对该功率进行修正,在不影响蓄电池寿命的基础上增加了超级电容器的寿命,建立了混合储能容量配置考虑年最小成本的经济评价模型。仿真实例验证了该方法的有效性。     

基于EMD分解的孤岛型综合能源系统混合储能规划

孤岛型综合能源系统作为依靠内部能源满足用户需求的系统,可以通过储能技术保障其连续运行。提出了一种基于经验模态分解（EMD）的超级电容器-蓄电池-压缩空气储能的混合储能系统配置方法,采用EMD对通过主动储能策略得到的混合储能系统功率进行处理,并重构经EMD分解得到的模态分量,确定储能功率分配并完成功率、容量规划,以混合储能全寿命周期成本为优化目标,确定混合储能系统的最佳优化方案。最后,通过具体算例验证了该规划方法的有效性与经济性。研究结果可为孤岛型综合能源系统规划运行提供一定技术参考。     

基于频谱分析和滑动平均滤波的混合储能容量配置方案

以风电为典型的可再生能源由于其随机性和间歇性的特点,其入网功率波动大,为减小并网时对电网造成的冲击,文中研究一种混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)来平滑风电出力波动,使入网波动符合并网规范。基于傅里叶变换对风电原始数据进行频谱分析并得到符合风电接入电网规范的理想目标输出,将两种功率的差值做为混合储能系统的补偿功率,再由滑动平均滤波方法分配混合储能中蓄电池和超级电容器的功率补偿量,考虑并网波动、充放电效率和荷电状态来确定蓄电池和超级电容器的额定功率和容量,在计及蓄电池损耗的基础上,考虑储能折旧和维护因素,计算混合储能系统的配置成本。最后算例表明混合型储能比单一型储能配置成本更低,更具有经济性,验证了该方法的可行性。     

考虑需求侧响应能力的孤立微网蓄电池储能系统容量概率规划方法

本文提出一种考虑需求侧资源参与孤立微网频率调节能力的蓄电池储能系统容量概率规划方法。首先,提出一种需求侧负荷变参与度频率控制策略;进而,考虑微网分布式能源的间歇性特征,提出融合概率分析的时域仿真方法与一种基于面积准则的储能系统容量确定算法;最后结合蒙特卡洛仿真求解孤立微网频率调节所需蓄电池储能系统容量的最优概率分布。该方法可充分计及微网运行过程中的高维不确定性因素,为规划人员根据微网运行需求配置最优的储能容量提供了一种有效的规划工具。     

光伏发电系统混合储能功率分配控制策略

针对光伏并网发电系统中的功率波动,可通过蓄电池与超级电容组成的混合储能装置进行补充,但混合储 能装置存在储能单元容量有限引起的过充过放等安全问题,为此提出了一种考虑蓄电池和超级电容双SOC混合储能 功率分配协调控制策略.该策略首先利用二阶低通滤波器对不平衡功率进行初次分配,再将超级电容和蓄电池的SOC 划分为９个工作区域,根据不同工作区域进行二次功率分配.仿真结果表明该策略能有效解决储能单元过充过放等 问题.     

基于机会约束规划的混合储能优化配置方法

微电源的容量配置问题直接关系微网的电能质量和经济性。考虑到风电的随机性,提出了基于机会约束规划的混合储能容量配置方法。该方法考虑了混合储能装置的功率出力和荷电状态约束,以装置成本最低为目标,采用遗传算法求解,得到风电输出功率波动不超过某一区间的置信度与混合储能最佳配置成本间的关系,从而为配置混合储能容量时为在电能质量和经济性间取得适度折中提供了定量依据。此外,该方法针对风电波动时间特性对混合储能装置进行功率分配,依据荷电状态限制设计了模糊控制策略,修正储能装置的功率参考值,以达到延长使用寿命的效果。仿真结果验证了该方法的有效性。     

混合储能在风光互补微网中的控制策略

在风光互补发电系统组成的微网中,储能技术的应用占有重要地位,它可以进一步完善风光互补发电技术,使系统中各个部分的控制更加合理、有效,使系统更加稳定、安全,并且提高了整体使用寿命与经济性。构建了一种应用于风光互补微网中的超级电容器蓄电池混合储能系统,提出了基于功率外环加电流内环控制的VSC控制策略以及基于滑动平均滤波器的DC/DC控制策略。利用Matlab构建模拟微网并进行仿真,其验证结果表明基于上述策略的混合储能系统在微网中的应用是合理有效的,同时超级电容的高功率密度及蓄电池的高能量密度的特点的结合提高了混合储能系统的灵活性与实用性。     

混合储能系统平抑风光发电功率波动策略

针对混合储能系统(HESS)中不同功率分配方法对平抑风光发电输出功率波动的影响.利用移动平均滤波获得储能系统的参考功率,采用变分模态分解(VMD)获得HESS的初始功率分配,结合超级电容和蓄电池的荷电状态(SOC.)与其变化趋势,并使用模糊控制规则修正储能系统的充放电功率.提出一种基于VMD的双重模糊控制策略.比较不同功率分配方法下储能系统SOC的控制结果,配置不同情况下储能系统的功率和容量.仿真实验结果表明该策略能有效平抑风光发电功率波动,极大延长了储能系统的运行寿命.     

考虑风电不确定性的混合储能容量优化配置及运行策略研究

在考虑风电功率不确定性的基础上,提出一种基于频谱分析确定混合储能系统(HESS)容量的方法,该方法充分利用了超级电容器和蓄电池的优势互补特性,基于此提出储能最优运行策略。利用离散傅里叶变换分解风电不平衡功率得到其频域信息,并利用HESS对不平衡功率进行平抑;提出一种最优截止频率确定方法,并确定HESS中蓄电池和超级电容器的容量大小;基于所确定容量建立以利润最大为目标的机会约束规划储能运行策略模型,并采用整合蒙特卡罗的遗传算法进行求解,从而确定储能的最优运行策略。通过实际数据分析验证了所提模型和方法的有效性。     

基于MPGA的混合储能系统容量配置

风电功率的间歇与波动易引起局部电网的电压不稳、频率波动,影响了系统的电能质量及稳定性。针对此现象,将超级电容器与蓄电池组成快速储能装置,用于风电的功率波动平抑。首先,以风电并网要求为依据,对风电输出功率进行分解,得到满足要求的风电并网功率和需要混合储能功率平抑的功率;接着,根据储能介质的工作特性,制定超级电容优先充放电,蓄电池再进行充放电的协调控制策略,实现混合储能系统实时平抑风电功率的波动,同时发挥各储能介质的优势;针对传统遗传算法容易陷入局部收敛的缺陷,采用多种群遗传算法对混合储能容量进行优化配置。最后,通过仿真算例,验证混合储能控制策略和容量配置的有效性。     

基于虚拟同步发电机的微网控制策略研究

研究了虚拟同步发电机(VSG)控制策略在有冲击性负荷的微电网中的应用。微网中的冲击性负荷如电机类负载对微网稳定性造成了不利影响,且缩短了传统蓄电池的使用寿命。在此采用了适用于冲击性负荷的超级电容器储能和蓄电池储能的混合储能系统,提出了一种改进的VSG策略,利用其惯量下垂特性对冲击性负荷快速响应,通过对两台并联储能逆变器的负荷分配优化,大大提高了微网系统的稳定性与技术经济性。仿真和实验结果验证了所提微网控制策略的有效性。