考虑电池储能单元分组优化的微电网运行控制策略

针对大规模电池储能系统参与微电网调节面临储能单元充放电路径优化选择问题,基于对储能单元能量转换效率与运行功率关系的研究,提出了以双电池储能系统（DBESS）控制策略为基础,充、放电单元组可临时转换的控制方式,以克服DBESS结构功率调节能力不足的问题。制定了储能单元间功率分配机制以降低储能单元启用数量,减少了储能单元因功率分配不当而造成不必要的寿命衰减和能量损耗。基于含8个储能单元的风光储共交流母线型微电网系统,结合给定功率波动平抑需求,对所提控制策略、DBESS控制策略和传统控制策略进行仿真分析,从储能系统控制效果、循环寿命和能量转换效率的角度验证了所提策略的合理性和有效性。     

基于改进粒子群算法的风光水蓄互补微电网优化运行研究

正在分析风能、太阳能、水能资源的互补性的同时,给出了风光水蓄互补微电网的供电模式。在保障系统安全稳定的基础上,建立了风光水蓄互补微电网的优化运行数学模型,以系统的最大日收益为目标函数,并运用改进粒子群优化算法进行求解。仿真结果表明了优先安排风电、光伏发电,再对蓄电池储能、小水电进行出力优化的控制策略的可行性,可为实际应用提供参考。     

风—光—水互补微电网的运行优化

在给出的风—光—水微电网结构的基础上,建立了含蓄电池在内的风光水互补发电优化运行模型。针对风电、光伏不可调度的特性,提出了一种通过起作用集算法对蓄电池进行充放电的控制策略,来达到削峰填谷效果,采用改进粒子群算法对微电网系统进行经济运行优化的方法。选取冬季典型日的风—光—水微电网进行了研究,在保证系统安全的基础上,以总的经济效益最高作为目标函数,分析结果表明了所提方案的正确性和有效性。     

基于DMPC和储能单元约束的分组一致性控制策略

针对多个电池储能单元间的分布式协调控制问题,提出了一种分布式储能单元分组一致性控制策略。首先,提出了一种基于分布式模型预测控制和状态约束的加权一致性算法,能考虑各储能单元的功率约束条件并快速完成多储能单元的功率分配。其次,提出了一种储能单元分组控制策略。根据荷电状态(state of change, SOC)信息设定储能单元的权重,达到改善储能单元SOC的一致性的目的。同时基于所提一致性算法,制定储能单元组间协调控制策略和储能单元效率提升策略,从而达到改善储能系统调节能力、延长储能系统寿命和提升能量转换效率的目的。最后,在Matlab中构建含8个电池储能单元的微电网系统,对所提算法和控制策略进行仿真分析。仿真结果表明,所提算法和控制策略在提升收敛速度、优化控制效果、延长储能系统寿命以及提升储能系统运行效率方面均具有一定优势。     

基于功率能量特性的含小水电微电网储能容量配置方法

含小水电微电网受源荷不确定性影响易产生较大的功率波动,离网状态下易导致微电网系统停电、弃电的发生。为了充分考虑含小水电微电网功率、能量的平衡特性,提高含小水电微电网运行的经济性和鲁棒性,提出一种基于功率能量特性的含小水电微电网储能优化配置方法。首先,分析了含小水电微电网的功率能量平衡机理,提出了该微电网的功率能量特性模型;然后,在含小水电微电网功率能量特性模型和源荷不确定性模型的基础上,提出了基于功率能量特性的随机场景分解聚类方法和储能容量配置方法。最后,以某地区离网型含小水电微电网为仿真算例,通过与现有方法进行结果对比和影响因素分析,验证了所提方法的有效性。     

基于复合储能的微电网运行方式切换控制策略

微电网是高效规模利用分布式电源的重要途径之一.针对微电网并网运行与孤岛运行方式之间的切换,提出一种含复合储能装置的微电网优化控制策略.在分析蓄电池及超级电容器特点的基础上,将功率密度高的超级电容器和能量密度大的蓄电池组成复合储能装置,用于由分布式电源组成的微电网作为主控电源,以实现微电网的平滑切换为目标.通过在线监测配电网侧与微电网侧电压、频率与相角差的变化,建立了含复合储能的微电网模型,采用多层次控制策略,实现微电网运行方式的自动无缝切换.利用PSCAD/EMTDC软件对系统进行了仿真研究,结果表明:在切换时间、频率、电压与相角差上,复合储能均小于蓄电池储能,所提优化切换控制策略及复合储能系统是有效和可行的.     

分布式光储微电网系统并网控制策略研究

分布式光储微电网系统有效整合了分布式光伏电源和储能单元,有效改善了分布式光伏电源接入配电网产生的电能质量问题。分析了微电网的研究现状,给出了分布式微电网系统拓扑结构,并对分布式光伏电源和储能单元的特性进行了分析。针对分布式光伏微电网系统,研究了底层装置在并网模式下的控制策略,并在Matlab/ Simulink环境下搭建仿真模型,验证了底层控制策略的可行性。研究了以削峰填谷为目标的基于模糊算法的能量管理策略,根据当前所处的用电时段以及储能的SOC水平,确定能量控制策略,使光储微电网系统的运行成本最低。通过Matlab算例验证了该控制策略的有效性。     

基于改进一致性算法的孤岛直流微电网储能系统分布式控制策略

针对孤岛直流微电网中多个储能单元的协调控制,提出了一种基于改进一致性算法的储能系统分布式控制策略。首先,提出了一种改进一致性算法,并证明该算法相比经典一致性算法收敛时间更短。然后,基于改进一致性算法,提出了一种储能系统分布式控制策略,通过合理调节各储能单元的功率,维持了直流母线电压的稳定、避免了储能电池的过充过放。该策略具有两种运行模式,分别适用于微电网有扰动与无扰动的情况,在及时调节储能单元功率的同时,减少了控制所需的通信量和计算量。最后,搭建了孤岛直流微电网系统仿真算例,仿真验证了所提控制策略的有效性及其在控制时间方面的优越性。     

采用一致性算法的自治微电网群分布式储能优化控制策略

针对多个自治微电网互联合作运行时,由于分布式电池储能的充放电损耗与线路损耗,所造成的系统高运行成本问题,提出了一种以经济性为目标的分布式储能控制策略。该方法通过构建考虑线路损耗的电池储能运行成本模型,采用一致性算法进行迭代求解,以优化各储能单元间输出功率的经济分配。所提一致性控制策略仅需与相邻节点进行信息交互,无需装置中央控制器,通信拓扑灵活简单,可靠性高。在实时数字仿真仪RTDS中搭建了4个自治微电网形成的微电网群模型,利用不同场景下仿真结果验证了所提控制策略的有效性和经济性。     

采用一致性算法的自治微电网群分布式储能优化控制策略EI北大核心CSCD

针对多个自治微电网互联合作运行时,由于分布式电池储能的充放电损耗与线路损耗,所造成的系统高运行成本问题,提出了一种以经济性为目标的分布式储能控制策略。该方法通过构建考虑线路损耗的电池储能运行成本模型,采用一致性算法进行迭代求解,以优化各储能单元间输出功率的经济分配。所提一致性控制策略仅需与相邻节点进行信息交互,无需装置中央控制器,通信拓扑灵活简单,可靠性高。在实时数字仿真仪RTDS中搭建了4个自治微电网形成的微电网群模型,利用不同场景下仿真结果验证了所提控制策略的有效性和经济性。     

基于混合储能的直流微电网协同能量管理策略

根据直流微电网的结构以及运行特点,分析了直流微电网中分布式发电单元和混合储能单元的控制策略。针对直流微电网中由于分布式发电单元输出功率的不稳定以及负载突变造成的直流母线电压波动问题,提出了一种基于直流微电源模块和混合储能模块的协同能量管理策略。该控制策略以直流母线电压为信号对混合储能模块的充放电模式进行控制。同时也搭建了含光伏微源单元和混合储能单元的仿真模型,通过MATLAB/Simulik仿真软件对混合储能的能流切换模式进行仿真,结果表明该策略在负荷波动或者光伏单元输出功率不稳定情况下直流母线电压的相对稳定性,验证了该策略的正确性和可行性。     

含多类储能的并网型微电网优化运行策略研究

为了稳定并网型微电网输出功率,需要平滑并网型微电网的输出功率曲线。含多类储能的并网型微电网因其储能形式的多样化,在应对各种恶劣的条件下亦能稳定地输出功率,保证敏感负荷供电,因而对含多类储能的并网型微电网的优化运行研究日渐成为热点。微电网优化运行需要根据微电网的特性研究具有针对性地优化运行控制策略,并且尽可能多地利用新能源。目前,国外对于含多类储能微电网优化运行理论的研究较多,而国内还处于起步阶段。基于一个含多类储能的微电网项目,在现有实验数据基础上,设计了一种并网运行模式下的优化控制方案。结合储能的实时状态和实时电价,对含多类储能的并网型微电网能量优化提出了一套经济的解决方案。仿真分析表明,该优化控制方案可实现良好的经济效益。     

风光储微电网模式切换策略研究

为实现微电网并离网运行模式的无缝切换,尽量减少由于切换瞬间功率不匹配所带来的暂态冲击,在介绍风光储微电网拓扑特征和分析储能变流器运行控制特性的基础上,通过与微电网中央控制器结合,设计了含多类型储能的风光储微电网在并离网无缝切换过程中的逻辑控制策略。最后,通过PSCAD仿真平台,设计并搭建了风光储微电网系统的仿真模型和通信架构,验证了所设计并离网无缝切换控制策略在微电网系统不同运行工况下的有效性和正确性。     

平抑新能源功率波动的混合储能协调控制策略

针对能量型储能系统和功率型储能系统互补控制技术,本文研究了应用于微电网中混合储能系统的有功功率分级分配方法与平抑风电功率波动的混合储能协调优化控制方法,利用蓄电池平抑风光输出功率的低频波动分量,利用超级电容平抑风光输出功率的高频波动分量,混合储能系统大大提高了风光并网后的稳定性与可控性。结合微电网架构模型以及风光等发电单元的数据,控制策略应用于浙江某海岛微电网示范工程改善了电能质量,增加了微网经济效益。     

计及风光预测误差的微电网日前多目标优化控制策略

微电网风光资源出力预测的随机性导致优化决策方案存在偏差,为了减轻预测误差随机性对微电网运行的不利影响,针对风/光/柴/储并网型微电网系统,提出了计及风光预测误差的日前多目标优化控制策略。在建立微电网各单元模型的基础上,分析了影响风光资源的随机性因素;考虑系统供需平衡以及微电网各单元运行特性等主要约束,建立了同时优化经济效益和环境效益的多目标优化模型。建模过程中采用情景生成与削减方法处理风光资源预测误差带来的随机性。采用差异进化算法求解模型,通过算例仿真,比较不同模式下微电网的优化结果,验证了文中策略的正确性和有效性。     

应用于微电网的复合储能技术研究综述

在对不同储能技术运行特性进行梳理总结的基础上,从控制策略与规划配置两个方面对复合储能技术在微电网中的研究及应用现状进行了评述。首先,从内部元件构成出发,介绍了复合储能单元在微电网中的基本形态及工作原理,并分析了其相对于单一储能形式的技术经济优势。其次,分别针对复合储能系统在微电网中的三种典型应用场合,阐述了其对应的控制策略,并进一步分析了各类控制方法的优劣。最后,从微电网规划角度,对复合储能系统的容量优化配置问题进行了探讨,总结了不同研究所采用的建模思路、优化目标及约束条件,并指出了后续应进一步关注的问题。     

分布式发电与微电网应用的锂电池储能系统研究

针对分布式发电与微电网的应用需求,对锂电池储能系统组成、锂电池成组方式、电池管理系统(BMS)功能特点、储能变流器(PCS)控制策略进行了研究。在理论研究基础上,研制了80 kW/128 kWh锂电池储能系统,并搭建了含光伏、储能和负载的微电网试验环境,对储能系统的并网PQ控制、离网VF控制、并离网平滑切换等控制策略进行了试验验证,结果证明所采用的控制策略能满足微网并网和离网的运行要求,能实现并、离网平滑切换,为深入研究大容量储能系统及更复杂的微电网运行条件奠定了基础。     

用于微电网的储能变流器控制策略综述

微电网的储能变流器采取灵活的控制策略,将各种能源转化后供给有需求的负荷,使微电网既能作为一个可控整体单元进行并网运行,又能独立运行,其控制策略对于微电网安全稳定运行尤为重要,因此,受到业内的广泛关注和研究,并取得大量研究成果.在前人研究的基础上,对储能变流器各工作模式下的控制策略进行分析和归类,并对各控制策略优缺点进行总结,同时列出目前微电网系统及储能变流器应用中有待研究解决的问题,为应用于微电网的储能变流器控制策略的应用和深入研究提供参考.     

移相全桥变换器在直流微电网储能单元中的应用

利用移相全桥变换器设计直流微电网中的储能单元,并采用蓄电池作为储能设备。首先介绍了直流微电网的结构和基于母线电压信息的系统运行模式切换方法。在分析移相全桥变换器单侧移相和双侧移相工作原理的基础上,分别设计了储能单元恒压下垂模式和恒流模式的控制策略。结合直流微电网运行模式和储能单元控制策略,进一步提出了基于母线电压信息和微电网中心控制器指令相结合的储能单元运行模式切换方案。搭建了相关实验平台,所设计的储能单元可按照母线电压信息和电流指令在恒压与恒流模式之间进行切换,实验结果验证了所提储能单元控制策略与运行模式切换方案的有效性。     

基于多应用场景独立微电网储能系统优化配置

含风、光、储的独立微电网,科学配置合理的储能容量,能满足负荷供电需求,保证系统安全稳定运行。针对三种具有代表性的应用场景,分别提出了储能系统配置评价指标;以储能系统全寿命周期费用最优为优化目标,计及系统运行要求及蓄电池设备的特性约束,建立了孤网运行的微电网蓄电池储能系统的优化配置模型,并采用改进的粒子群算法进行求解;在容量配置的基础上,探讨了储能系统拓扑结构优化的方法。编写了优化设计软件并进行算例验证。