太阳能高层住宅供电系统设计

提出一种新颖的太阳能高层住宅供电系统方案,并对系统设计进行了优化.重点研究和论述了智能控制器设计及其功能实现.该控制器实现了基于高性能微处理器STC12C5412AD的工作状态控制和蓄电池充放电,满足了太阳能高层住宅供电系统在不同工作状态下的稳定运行.太阳电池最大功率点跟踪(MPPT)、蓄电池分段式充电和基于蓄电池剩余容量(SOC)的精确放电控制也在此控制器中得到实现.该系统在无锡新世纪房地产公司开发的高层住宅区中得到应用,实际运行结果表明,该太阳能高层住宅供电系统效率高,造价相对低,运行稳定.     

一种大容量智能型能馈式蓄电池放电装置

设计了一种大容量智能型能馈式蓄电池放电装置.该装置以IGBT为主要功率器件,采用数字控制方式,可满足2500～3000 Ah大容量蓄电池组放电需要.详细介绍了该装置的电路结构、参数设计及控制方法.引入分段式数字PID控制思想,解决了大电流放电时逆变器容易震荡失稳的问题.现场运行结果表明,该装置放电纹波小,工作稳定可靠,自动化程度高,监控便捷直观,具有良好的工程应用推广价值.     

海岛供水适用的多能源耦合供电系统研究

针对我国海岛及边远地区常规能源和淡水资源同等匮乏、新能源利用效率低等难题,提出了一种"风光互补为主、蓄电池为辅、柴油机备用"的联合供电系统。介绍了海岛海水淡化及新能源耦合技术现状,构建了基于风力发电机组、光伏阵列组、储能装置及柴油发电机的多能源耦合供电系统,并对最大功率跟踪、蓄电池充放电管理、自适应控制调节等关键技术进行了研究和探讨。应用结果表明,多能源耦合供电系统可为海岛供水提供稳定可靠的电力保障,具有良好的应用前景。     

结合蓄电池储能系统的STATCOM的电流解耦控制

FACTS装置若与储能系统相结合可扩大运行范围、提高性能、扩展功能、使输电更为柔性化。针对传统STATCOM只能单一的调节无功功率这一不足,提出一种结合蓄电池储能系统(Battery Energy Storage System, BESS)的STATCOM,可实现无功功率与有功功率的双重调节,即对系统的四象限补偿,同时直流侧电压基本恒定,无需控制。描述了STATCOM/BESS的工作原理,推导了数学模型。为实现无功功率和有功功率的独立调节,采用旋转坐标系下的电流解耦控制方法,并给出了PI参数的整定原则。仿真与实验结果证明了STATCOM/BESS采用该控制方法可获得良好的动稳态特性,具有理论价值和实际意义。     

适用于分布式宇航电源系统的电源控制器研究

针对传统电源控制器(PCU)空间能量利用率低、工作域切换复杂,不利于分布式电源系统构建的问题,提出一种适用于分布式宇航电源系统的电源控制器及其功率调节技术,该技术可根据光照强度、载荷变化情况以及蓄电池放电深度等对系统工作模式进行判读和处理,保证电源控制器分时处于母线恒压控制、蓄电池恒流充电控制、蓄电池恒压充电控制和最大功率跟踪控制(MPPT)四种工作模式,实现宇航电源系统的功率调节和母线控制,并研制了两台500W实验样机,结合实验结果表明电源控制器在不同情况下输出母线稳定,为分布式宇航电源系统构建提供坚实的技术基础。     

基于分层控制的光—储—燃直流供电系统能量管理方法

为克服光伏发电的随机性和间歇性,实现高可靠性、高品质供电,提出一种基于光伏/蓄电池/超级电容/燃料电池的直流供电系统能量管理分层控制方法。针对混合直流供电系统的多参数、非线性特性,上层控制设计微分平滑方法直接补偿非线性分量,实现系统非线性动态可逆,确保在光伏出力大幅变化、负载突变或系统参数发生摄动情形下,使系统直流母线电压依然能够稳定运行,同时为下层控制提供总载荷电流参考轨迹;针对混合直流供电系统中多电源的不同特性,下层控制采用模型预测方法,以延长系统循环使用寿命为目标,设计加权因子,根据光伏出力和负载功率需求状况,动态调节储能单元充放电速率,使系统快速跟踪总载荷电流期望轨迹,实现各电源间功率的合理分配。基于MATLAB/Simulink的仿真结果验证了所提能量管理分层控制方法的可行性和有效性,该方法具有结构简单、动态响应快、鲁棒性高、稳定性好的特点。     

蓄电池充放电装置中双向AC／DC变流器的研究

研制了一种集充电、放电功能于一体的蓄电池充放电装置。该装置采用双向功率流控制技术，实现了蓄电池的充放电控制。网侧电流正弦化和单位功率因数的实现大大减少了对电网的污染，而直流电能的并网发电，使得装置具有很好的节能效果。     

一种大容量智能型能馈式蓄电池放电装置

设计了一种大容量智能型能馈式蓄电池放电装置。该装置以IGBT为主要功率器件,采用数字控制方式,可满足2500～3000 Ah大容量蓄电池组放电需要。详细介绍了该装置的电路结构、参数设计及控制方法。引入分段式数字PID控制思想,解决了大电流放电时逆变器容易震荡失稳的问题。现场运行结果表明,该装置放电纹波小,工作稳定可靠,自动化程度高,监控便捷直观,具有良好的工程应用推广价值。     

采用混合储能装置的独立光伏系统研究

外部环境的不稳定性,对光伏发电系统的输出电能造成影响,为了提高光伏发电系统的稳定供电能力,建立了一个以超级电容器和蓄电池为混合储能单元的独立光伏发电供电系统,通过对双管双向变流器的控制,实现光伏发电系统直流母线与超级电容器和蓄电池之间的能量流动,有效地稳定了供电系统的输出电压;另外根据蓄电池的结构特性,建立了非线性数学模型,通过PID控制改变双向功率变换器的占空比来控制蓄电池组的充电电流,实现分段恒流充电,使蓄电池始终处于优化的充放电状态.     

自动高效太阳能最大功率跟踪系统的研究

针对如何提高太阳能发电效率的背景,本文介绍了一种自动高效的跟踪太阳能电池板最大输出功率的太阳能控制器的系统设计.该系统采用单片机控制,由Sepic斩波电路构成的DC-DC模块,通过精确的采集光伏板的输出电压和电流作为反馈,结合最大功率跟踪(MPPT)算法,自动调节DC-DC模块的工作状态,实现了自动高效的太阳能最大功率点的跟踪.同时检测蓄电池的当前电量结合算法对蓄电池进行充电管理,实现对蓄电池的智能充电.本系统采用软件对系统进行保护,从而保证了系统的安全性和可靠性,具有一定的应用价值.     

热声发电系统蓄电池负载的最大功率控制策略

热声发电系统具有热转换效率高、运行可靠、污染少等优点。若将直线发电机发出的电能直接存储到蓄电池中,只有高于其端电压时才会工作,转换效率较低。为了使蓄电池负载获得最大功率,从而提高热声发电系统的运行效率,本文采用buck-boost变换电路对发电机输出的电压进行变换。通过对其动态方程的分析,得出了断流模式下蓄电池负载的最大功率控制策略。仿真结果表明,与直接充电方式相比,所采用的控制策略使蓄电池负载获得的功率提高了一倍以上。     

基于移动平均法和风电波动率约束的电池储能系统平滑风电出力控制策略

利用电池储能系统平滑风电功率波动可以提高风力发电功率输出的稳定性。针对风电出力的间歇性和波动性,基于移动平均算法,在同时考虑储能系统的荷电状态（state of charge,SOC）和风电功率波动率的情况下提出了一种平滑风电功率控制策略,并与传统一阶低通滤波平滑风电功率方法进行对比。通过Matlab/Simulink仿真验证了该方法的有效性,在平滑风电并网功率的同时可以有效减少储能使用次数与储能能量。     

风电配套电池储能电站的仿真研究

对利用电池储能电站平滑风电场的输出,减小风电输出功率的波动对电网的影响进行了仿真研究。以基于铅酸蓄电池的电池储能电站为研究对象,建立了基于铅酸蓄电池三阶动态等效电路模型的电池储能电站动态数学模型;设计了一种考虑铅酸蓄电池荷电状态的一阶滤波有功控制策略;应用Matlab软件中的Simulink环境,以建立的数学模型为基础搭建了仿真平台。以随机风为例,对采用电池储能电站平滑并网风电场有功功率输出进行了仿真研究。仿真结果表明电池储能电站在动态平滑风电场有功功率输出的同时,还得到了有效保护。     

混合储能系统在独立光伏发电系统功率平衡中的应用

提出了将能量密度大、环境友好的磷酸铁锂电池和功率密度高、循环使用寿命长的超级电容组合,构成混合储能系统应用于独立光伏发电系统。以优化系统可靠性及运行状态为目标,设计了控制结构和控制方式。对系统进行仿真分析,结果表明,在光伏电池输出功率存在波动且负载发生脉动的情况下,储能系统能迅速平衡系统瞬时功率,维持系统可靠运行。     

考虑铅炭电池组一致性的储能系统功率控制策略

针对储能系统不规则充放电导致的电池组一致性变差及单体电池过充/过放问题,研究铅炭电池组一致性变化规律,提出考虑电池组一致性的储能系统功率控制策略。采用包含储能电池组、风/光发电、电动汽车和常规负荷的共直流母线型集中式微电网并网示范平台的实测数据对所提功率控制策略与传统控制策略进行对比仿真分析。仿真结果表明,所提控制策略可有效降低电池组荷电状态(SOC)变化范围,提升电池健康状态,提高电池组一致性,减少过放电池数量,增强储能系统双向调节能力。     

风光蓄互补发电系统容量的改进优化配置方法

风光互补发电系统利用风能与太阳能的互补特性,相比于单独的光伏发电或风力发电,其输出功率波动小。合理配置风电/光伏/储能的容量,既可提高系统供电可靠性,又可降低系统成本。针对风光蓄互补发电系统,提出一种改进的容量优化配置方法,考虑独立和并网两种模式,对风力发电、光伏发电和蓄电池的容量进行最优配置。该方法充分利用风光互补特性,在系统独立运行时,只需较小的蓄电池容量即可保证高供电可靠性,并可减少蓄电池的充放电次数和放电深度;在系统并网运行时,进一步提出采用分时段优化策略来配置所需蓄电池的容量,保证负荷供电需求和入网功率的波动特性满足要求。算例验证了所提改进优化方法的合理性和优越性。     

可增加电动汽车动力电池循环次数的均衡充电控制系统的研究

电动汽车动力电池一般是由多个电池单元串联而成,每个电池单元的基本性能会由于原料和做工有细微差异,在串联后长期充放电时,这些差异会被逐步放大,导致整个动力电池组劣化加速、循环寿命缩短.本文对电阻型均衡控制电路提出了一种既能实现整个电池组的充电控制和也能对每个电池单元进行均衡的控制策略,根据所提策略,对72V/120AH铅...     

基于储能SOC优化控制的风储电站实时跟踪发电计划控制策略

随着风力发电的快速发展,提高风力发电的可调度性受到了越来越多的关注。针对目前跟踪发电计划控制策略存在的问题,研究基于储能SOC优化控制的风储电站实时跟踪发电计划控制策略,提出保证在误差允许范围内实时跟踪发电计划的前提下,以降低储能系统电量波动范围和放电深度为控制目标、采用实时滚动优化方法的控制策略,建立了储能SOC优化控制模型,并采用基于动态规划的优化算法进行求解。最后以北方某风光储输联合发电示范工程中的实测数据为例编程仿真,并与普通控制策略对比分析,验证了本文方法的可行性与有效性。     

平抑间歇性电源功率波动的混合储能控制研究

针对间歇性电源输出功率波动大、随机性强的特点,提出了一种基于混合储能平抑间歇性电源功率波动的控制方法。该方法将功率密度大、动态响应速度快的超级电容作为系统缓冲储能优先对功率波动进行平抑,通过蓄电池组的功率调节以防止超级电容电压越限;将蓄电池组分为独立的充电组和放电组分别控制,最大限度的减少蓄电池组循环充放电次数;通过基于荷电状态的蓄电池充电组和放电组相互调整规则以避免蓄电池组深度充放电,延长其使用寿命。仿真验证了该方法的有效性。     

电动汽车充电站功率和时间分配控制策略

即插即充的无序充电会对电网稳定性造成巨大威胁,基于此,建立了充电站综合控制系统。针对充电规划时需考虑功率分配和电池充电特性,提出了一种充电站功率和时间分配控制策略。该策略通过理论建模将充电控制过程转化为微小时间段的近似线性规划问题,经系统测试,可在满足用户基本充电要求的情况下,尽量减少对电网稳定性和电池寿命的影响。