基于混合储能电压源逆变器平抑微电网功率波动的方法研究

为了平抑间歇性微电源引起的功率波动,研究了基于超级电容和蓄电池的混合储能电压源逆变器（VSI）控制策略,设计了混合储能系统两级能量管理方法。将超级电容作为系统一级缓冲储能优先平抑微电网功率波动。并网运行时配电网作为二级储能,通过控制联络线功率,使超级电容端电压稳定在充放电限值以内,同时维持公共连接点（PCC）母线电压在允许范围内变化;孤岛运行时蓄电池作为二级储能,通过超级电容的缓冲作用减少蓄电池充放电次数,延长蓄电池使用寿命,当超级电容达到充放电警戒值时,精确控制蓄电池以恒功率输出,调节超级电容端电压恢复到正常值。仿真结果验证了方法的有效性。     

一种基于超级电容的输电线路在线监测系统电源设计

所设计的系统使用电流互感器取电,利用超级电容的大容量储能和快速充放电特性,经储能超级电容和放电超级电容输出给监测系统供电.电源根据负载端电压变化,通过控制储能电容与放电电容的通断,利用储能电容为放电电容充电,最后通过放电电容对外供电.针对母线电流不稳定,过压保护部分特别设计了能量再利用电路.仿真分析表明互感器输出功率在临界点波动时电源输出稳定,并可满足GPRS/GSM装置传输数据时的功率需求.经样机实测,装置运行效果良好.     

基于EMD与模型预测控制算法的风电功率平抑

随着能源短缺问题日益突出,可再生能源得到了广泛开发和利用。风、光等可再生能源受自然环境非均匀性和非稳态性影响,其输出功率也呈现很强的时变性,并入电网后会产生系统的电压和频率波动等一系列电能质量问题。储能系统可以作为能量缓冲装置,平抑可再生能源输出功率,以达到并网标准。提出用混合储能系统平抑可再生能源发电波动的方法,并给出了能量分配方式及储能充放电控制方法。最后,用某风电场的实际数据为例,以蓄电池和超级电容储能构成的混合储能系统平抑风电波动,仿真结果证明,所提方法的技术合理性和经济实用性。     

含混合储能的微电网能量管理系统控制策略

可再生能源输出功率具有随机性与间歇性的特点,利用含储能装置的微电网可以有效平抑可再生能源输出的波动。本文提出了一种含锂电池与超级电容器组成的混合储能系统的微电网能量管理系统控制策略。该系统通过对可再生能源和储能设备运行状态的实时判断,调整混合储能系统的运行方式,实现可再生能源分布式接入时功率输出的平稳,并控制微电网与大电网交换功率的稳定,在此基础上尽可能延长混合储能设备的循环寿命,节约可再生能源(或微电网)的运行成本。采用Qt Creator语言编写能量管理系统程序,应用于实际微电网中运行,验证了该能量管理系统控制策略的可行性。     

基于超级电容储能的风电场功率调节系统建模与控制

随着风电装机容量的不断提高,风电输出功率的波动性给电网带来的不利影响越来越得到重视。文中介绍一种基于超级电容储能的风电场功率调节系统,利用超级电容器组作为储能元件,平抑风电场有功、无功功率波动,维持风电场输出端电压,降低风电场对电网电能质量的影响。基于功率调节系统的结构特点和工作原理,提出了一种网级控制、超级电容能量管理和变流器控制相结合的控制策略,并建立了变流器的动态小信号模型,进行了环路控制器设计。利用仿真软件PSCAD/EMTDC对系统的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了该装置具有良好的运行性能。     

基于总体平均经验模态分解的混合储能系统协调优化控制

由于光伏发电具有较强的随机性和波动性,利用储能系统能够有效平抑光伏功率的波动。该文提出了基于总体平均经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)的混合储能协调优化控制方法。首先,根据光伏并网波动率限制要求调整EEMD的滤波阶次k1,将光伏功率分解为高频分量和低频分量,然后,将分解后的低频分量作为光伏电站的并网功率实现光伏功率的平滑控制。为了提高混合储能系统使用寿命,根据电池和超级电容器的荷电状态(state of charge,SOC)对滤波阶数k_2进行调整,实现电池和超级电容器之间的能量分配。根据电池和超级电容器的充放电优先级规则,实现超级电容器和储能电池之间的功率最优控制。通过仿真实例验证了本文方法的有效性和正确性。     

混合储能系统中超级电容自恢复防越限控制

在蓄电池和超级电容混合储能系统(HESS)中,蓄电池为系统提供低频稳态功率,超级电容只在功率瞬态波动时提供高频功率。由于超级电容容量较小且充放电速度较快,极易发生超级电容荷电状态(SOC)和端电压越限现象,从而降低了HESS对直流母线电压的波动抑制能力。为解决超级电容越限问题,在共电压环HESS综合控制基础上,提出一种超级电容端电压自恢复防越限控制策略,以提高储能系统运行的可靠性。最后,通过仿真和实验验证了所提控制策略的有效性。     

SCESS-DFIG发电系统宽时间尺度功率波动的平抑控制方法

针对高渗透率风电宽时间尺度功率波动平抑问题,提出了将变桨控制与超级电容储能功率控制相结合的功率波动抑制方法。利用超级电容对风电场有功功率波动进行双向快速、准确的调节,有效地控制了输出功率短时间尺度的波动;通过减载变桨控制留出功率裕度,当超级电容电压过低或过高时进行辅助功率调节,既优化了超级电容的能量管理,又实现了宽时间尺度的功率波动抑制。在通过建立含有双馈风力发电机(DFIG)、直流双向升/降压变换器、超级电容储能单元模型的基础上,对一个由3台具有超级电容储能的DFIG(SCESS-DFIG)组成的风电场进行仿真分析。通过在具有相同额定参数、不同风速曲线给定、不同的超级电容初始电压的运行状态下的模拟,验证所提控制策略的有效性。     

独立光伏发电系统的能量管理控制策略研究

针对含混合储能的独立光伏发电系统的安全、稳定运行要求,提出一种新的能量管理控制策略。该控制策略在锂离子电池、超级电容分别补偿功率波动低频、高频分量的基础上,增加了锂离子电池的充放电均衡控制。低通滤波单元使得混合储能装置在快速平衡太阳能电池与负载之间的功率差值的同时平滑锂离子电池功率波动。电池均衡策略使锂离子电池单元根据荷电状态自行调节充放电速率,在运行中不断缩小电池电量之间的偏差。仿真验证了所提能量管理控制策略的有效性和可行性。     

多能互补新能源电站协调控制策略研究

基于对系统功率出力平滑控制的控制研究,结合光能、化学能和电能的优点提出了一种多能互补新能源电站的协调控制策略,采用MPPT控制光伏发电系统,通过控制双向DC-DC逆变器实现蓄电池、超级电容器和氢燃料电池充放电,保证了直流母线电压的稳定。利用蓄电池和超级电容器能量互补特点,通过对电容两端电压的前馈闭环来削弱由负载电流变化引起系统闭环极点改变的影响,实现对储能系统的优化管理。建立多能互补协调控制系统的仿真模型,仿真结果表明,该系统可以解决因光伏功率和负载变化而导致电网电压波动的问题,减少光伏电站因减少功率波动造成的主动削减不可恢复的功率,避免了一定的能量损失,增加了可再生能源运行柔性和经济上的效益最大化。     

基于能量平衡的电能路由器综合控制技术

电能路由器由多级电力电子变换单元组合而成,利用各级单元之间的能量传递关系实施综合控制可以提高电能路由器内部直流母线电压的瞬态性能,进而提高电能路由器的瞬态性能。本文首先建立电能路由器的能量模型,然后建立两条不同时间尺度的能量支路,根据其中的能量平衡关系分别设计了控制两级母线电压的能量平衡控制器,同时根据拓扑中各个级联模块之间的能量关系设计了用于级联模块的均压控制器。之后,对于实际系统中无源器件的参数差异对控制模型的影响进行分析,最后给出了基于能量平衡关系的电能路由器的并网运行综合控制策略。仿真结果证明了所提能量平衡控制方法的有效性,并分析了两级母线电容值变化分别对各自母线电压瞬态值的影响,说明采用能量平衡控制可以减少母线电容的设计余量。实验结果验证了理论分析和仿真结果的正确性。     

电池储能在直接驱动式波浪能发电场并网运行中的应用(英文)

直接驱动式波浪能发电系统的输出功率是随着时间变化的,这一特性使得直接驱动式波浪能发电系统不能满足并入电网协议的要求。文中提出采用电池储能系统平滑波浪能发电系统的输出功率。提出了2种对功率进行平滑的拓扑结构,一种将电池储能装置安装在波浪能发电场的出口,平滑整个波浪能发电场的功率,另一种将电池储能嵌入到每一台波浪能发电装置中,平滑每一台波浪发电装置的输出功率,并且分别设计了控制策略。最后,将具有电池储能设备的波浪能发电场接入无穷大系统进行仿真,在正常运行情况下验证了储能设备平滑波浪能发电场输出功率的能力,在系统扰动情况下测试了控制策略的有效性。     

直流微网储能单元能量动态均衡控制研究

为了更好地提高直流微网系统运行性能,提出一种能够平衡各储能单元剩余电量(state of charge,SOC)的改进下垂控制策略。该方法在传统下垂控制基础上,以关联SOC参数的指数函数作为自适应下垂系数,根据各储能单元SOC改变其输出能力,实现各储能单元能量均衡。为解决传统下垂控制带来的母线电压偏移问题,加入母线电压二次控制环节,有效抑制直流母线电压偏差,满足负荷运行要求,并通过Matlab/Simulink仿真验证了该策略的有效性。     

孤立运行模式下海岛综合能源系统的能量控制策略

我国海域面积辽阔,海岛数量众多,它们远离大陆,但周围都有着丰富的自然资源。如果可再生能源得到充分利用,就可以保证岛上的可持续能源供应。提出了以海岛综合能源系统作为海岛供电的方案。该系统由风力发电机、光伏发电机、柴油发电机、海水淡化负荷、常规负荷、电转气装置和燃料电池组成,充分利用海岛周围的自然资源,解决海岛自身的供电需求和淡水需求;研究电转气技术和燃料电池在系统中的应用,实现电力系统-天然气系统的互联;给出了一种海岛综合能源系统能量控制策略,实现系统内功率分配,为海岛提供电力和淡水供应。仿真结果验证了该策略的有效性,为海岛综合能源系统的运行和控制提供了一个可靠的解决方案。     

提升配电网新能源消纳能力的分布式储能集群优化控制策略

针对分布式电源大规模接入配电网造成的资源浪费与储能系统经济性有待提高的问题,提出一种用于提高分布式电源消纳和储能系统经济性的集群储能控制策略.首先,建立了兼顾系统模块度与有功功率平衡度的综合性能指标,并提出了基于遗传算法的集群划分方法.然后,通过逐层进行配电网与集群层面的削峰填谷,依次确定集群储能及节点储能功率;在计及配电系统安全、储能系统运行等约束条件下,构建了集群储能经济模型,分析既有储能配置下可消纳新能源比例及储能系统日运行收益,确定各节点储能最优时序出力.仿真结果表明,所提控制策略可以促进配电网新能源消纳,提高储能系统运行经济性.     

照明控制与节能

通过对地下车库和办公室的照明节能现状与节能效果的分析,阐述了照明控制方式在照明节能中所起到的重要作用。简要介绍了不同照明方式在各种民用建筑中的选用原则,并重点讨论了智能照明控制系统。通过分析可知,采用智能照明控制系统可获得比传统照明控制方式更优的节能效果。     

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。     

考虑能源效率的综合能源系统多目标优化调度

为提高综合能源系统的能源利用效率,提出一种考虑能效的多目标优化模型与求解方法.首先,分析影响综合能源系统的能源流动环节效率的因素.然后,以运行成本最低为目标建立经济性目标函数,以能源利用效率最优为目标建立能效目标函数,采用加权系数法将多目标优化转化为单目标优化.最后,采用模型预测控制进行优化调度,设立仅考虑单一目标与考...     

新型双能量源纯电动汽车能量管理问题的优化控制

新型蓄电池-超级电容双能量源存储系统是目前纯电动汽车中的研究热点.如何合理分配双能量源存储系统中蓄电池和超级电容两者的功率,使车辆获得好的动力性能和经济性能是其中最为关键的问题.在分析能量存储系统的功率、车辆行驶中的阻力功率及约束条件基础上,建立了以车辆能量消耗率和加速时间为目标函数的能量管理问题数学模型.然后,对双能量源存储系统的主要工作模式进行了分析,在此基础上设计了基于模糊逻辑的能量管理优化控制器,并在ADVISOR软件平台上实现了该控制器.模糊控制器采用了三输入、单输出的mamdani结构.最后,对比简单查表策略进行了仿真研究.结果表明,文中提出的基于模糊逻辑的优化控制器通过有效地分配双能量源之间的功率,使车辆具有更好的动力性能和经济性能.     

虹桥T2航站楼的节能与环境控制策略

虹桥T2航站楼采用的能耗控制与节能管理系统,包含时间程序节能控制、水系统节能控制、空调系统节能控制、航班联动节能控制和照明系统节能控制五个方面。通过对五种控制策略的分析,说明了该节能管理系统是有效的,且节能效果明显。