含无线充电电动汽车的孤岛直流微电网运行模式研究

为改进电动汽车充电设施的供电方式,研究了无线充电电动汽车与光储直流微电网的融合,并重点研究充电功率发生变化时微电网的能量管理策略。分别建立光伏、储能、无线充电电动汽车能量传递的数学模型,推导各部分功率、端口电压电流等的关联性,基于此设计了相应的控制器。考虑充电功率需求以及储能电池状态信息,定义微电网运行的3种模式,并提出基于功率缺额判据的能量管理策略。最后搭建实验平台,验证系统的3种运行模式均可实现充电负荷的可靠供电。当充电功率发生变动时,所设计的能量管理策略可实现模式切换,维持母线电压稳定。     

混合储能系统在风光互补微电网中的应用

光伏发电和风力发电输出功率具有间歇性和随机性的特点,为了提升微电源的性能,将储能装置应用于风光互补的微电网中。采用超级电容与蓄电池的混合储能系统,通过对DC/DC变换器控制策略的合理设计,实现了蓄电池恒流充放电,延长了使用寿命;针对传统PID控制的不足,采用响应速度更快、控制效果更好的滑模变结构控制方法;为了平抑风光互补微电网并网功率,并在孤岛运行时提供稳定的电压频率支持,采用低压微电网的下垂控制策略。在孤岛运行时,分别在风速、光照强度改变以及负载变化的情况进行了仿真评估混合储能系统的性能,结果表明,混合储能系统能够提高风光互补微电网的电能质量。     

无线充电电动汽车V2G模式下光储直流微电网能量管理策略

随着电动汽车数量与负荷的激增,构建实现低碳、灵活、稳定的电动汽车充电方式至关重要。该文融合直流微电网以及无线电能传输、车网互联(V2G)等技术,重点研究无线充电电动汽车V2G模式下光储直流微电网能量管理策略。分别建立光伏、无线充电电动汽车、网侧储能数学模型。考虑光伏出功与负载状态,推导无线充电电动汽车最优效率馈网的临界条件,给出超出临界点后网侧储能的出力函数。基于此,定义直流微电网三种运行模式及其边界条件,设计上层控制器实现三种模式间的切换。搭建实验系统,验证不同负荷下所提出的分层控制算法可有效维持母线电压稳定,并且保持光伏系统的最大功率与无线电能传输系统的最优效率运行。     

带超级电容的光伏发电微网系统混合储能控制策略

为保证微电网系统稳定运行、各发电单元之间功率平衡以及输出电能质量良好,采用混合储能装置作为含光伏发电微电网系统的储能部分。提出了含光伏发电单元的微电网系统并网运行时各储能单元和直流母线电压的控制策略。当光伏发电并网系统的能量管理采用功率分配型控制策略时,直流母线电压幅值的稳定受发电单元侧控制,通过控制微电源与三相逆变器输送给电网能量之间的平衡来保持直流母线电压稳定;当新能源或本地负载功率发生突变时,由于蓄电池和超级电容储能装置具有较好的能量互补特点,通过控制蓄电池吸收或释放低频功率,超级电容吸收或释放高频功率,可以抑制负载突变对直流母线造成的冲击。仿真和实验结果表明,上述控制策略能有效、快速地调节系统有功、无功功率输出,抑制微电网系统负荷突变引起的功率波动,改善系统输出电能质量,提高系统的可靠性和稳定性。     

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。     

基于微网的电动汽车无线充电系统研究

本文提出了一种利用微网为电动汽车无线充电的新技术,该方法可有效解决电动汽车充电对电网产生的冲击,同时提高充电灵活性。微网采用光伏与蓄电池组合系统,该系统充分利用光伏发出的电能且蓄电池保证供电可靠性;采用谐振式无线电能传输方式为电动汽车车载电池充电,该方法为电动汽车充电方式提供了新思路。本文采用Matlab/Simulink对系统进行了仿真,仿真结果证明了该方案的可行性,并对无线传能部分进行了实验系统的设计。仿真和实验结果表明利用微网为电动汽车无线充电将具有重要应用前景。     

一种基于直流微电网的电动汽车充电优化控制策略

针对可再生能源、电动汽车充电和电网峰谷负荷不协同问题,研究了直流微电网环境下光伏、储能和电动汽车充电的协同优化控制策略。首先给出了直流微电网的系统结构及其单元功能模型,建立直流微电网条件下的电动汽车优化充电模型,分析比较含多种约束条件的充电经济性。根据不同场景的功率需求,制定含光伏和电动汽车充电需求预测的微电网能量管理优化控制策略。最后通过实际直流微电网算例分析,验证了该优化控制策略在直流微电网环境中能够实现可再生能源与电动汽车充电装置的协同增效,为解决大规模电动汽车充电负荷和可再生能源消纳问题提供了参考。     

风光互补发电系统的能量管理

为了合理调度风光互补发电系统的能量,并且使风光互补发电系统安全稳定运行,通过调节系统运行方式,实现风光互补发电系统能量平衡。控制光伏电池始终运行在MPPT模式,风力发电系统根据光伏输出功率及负载和蓄电池的需求选择运行方式。将蓄电池电流及负载电流之和与光伏电池输出电流做差作为风力发电控制器的输入给定,经过PI调节后,产生PWM信号控制DC/DC变换器的占空比,实现风力机的功率跟踪控制。仿真结果表明在外界环境变化时系统能够及时准确地响应,满足负载需求,体现了风光互补发电的可靠性。     

独立光伏发电系统蓄电池充电策略的研究

传统的三段式充电方式很难维持光伏发电系统内的功率平衡,致使直流母线电压变化幅度较大,为此提出了一种基于功率平衡的充电方式。该充电策略通过检测光伏电池、蓄电池、负载的功率,计算出当前蓄电池最佳的充电电流以及光伏电池板最佳的工作模式,然后通过控制双向DC/DC电路和单向DC/DC电路实现系统内部的功率平衡。仿真结果验证了此充电方法的可行性,与传统三段式充电方式相比,该充电方式不但可以拥有同样高的充电效率,而且在环境变化的条件下,拥有更稳定的母线电压。     

农村微电网风光储多时间尺度互补供电技术研究

对农村微电网中风光储互补供电技术进行了针对性研究,提出了一种风光储多时间尺度互补供电技术,利用储能系统和风光发电系统在时间尺度上的差异和互补特性,充分发挥储能系统的快速功率吞吐能力和灵活充放电特性,与分布式风光发电的备用功率调节特性协调互补,进而提高农村微电网供电系统的供电可靠性和安全性。基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台建立风光储互补微电网电磁暂态仿真模型,在农村微电网并/离网切换过程中对储能系统的快速功率支撑以及风光储的多时间尺度供电技术进行了仿真分析,结果表明风光储多时间尺度互补供电技术运行稳定,解决了农村地区供电可靠性低及电能质量差等难题。     

交直流混合微电网运行控制策略研究

为解决交直流混合微电网中功率波动、交直流系统之间功率平衡、直流侧源荷比相对较大光伏利用率不高的问题,研究了交直流混合微电网并网运行时,在蓄电池的平抑作用下,直流侧光伏发电以恒定的功率通过交流侧并入大电网,提高直流侧光伏利用率。孤岛运行时,蓄电池作为平衡节点,和双向AC/DC变换器一起维持整个系统的电压、频率稳定,并实现交、直流系统之间功率平衡的控制方案。最后利用PSCAD/EMTDC软件对系统功率波动、并网运行向非计划孤岛运行切换、孤岛运行向并网运行切换进行了仿真验证,运行结果表明该控制方案能有效平抑系统功率波动,维持交直流混合微电网稳定运行。     

浅析风光互补型微电网系统

首先,对风光互补系统和微电网结构时行了介绍,其次对微电网运行模式进行了阐述,最后分别对风电系统、光伏系统和蓄电池等部分的工作原理和运行特性进行了分析。     

基于风光互补微电网的复合储能控制策略

针对风光互补发电系统并网功率波动问题,在考虑平抑功率波动对储能性能需求的基础上,将蓄电池和超级电容器组成复合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)应用到风光互补微电网中,并提出了复合储能的能量管理和控制策略。能量管理方面,遵循超级电容器优先工作原则,通过判断超级电容器端电压大小来决定复合储能的工作方式;超级电容器用来平抑风光发电并网波动功率的高频部分,蓄电池平抑低频部分,进而减少蓄电池的充放电次数,延长其使用寿命;控制策略方面,蓄电池的双向DC/DC变换器采用恒功率控制,超级电容器的双向DC/DC变换器采用恒母线电压控制,保证了直流母线电压的稳定,实现了复合储能的双向充放电控制。最后,利用PSCAD软件搭建了含复合储能的风光互补微电网仿真模型,仿真结果验证了所提控制策略的有效性和正确性。     

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。     

面向储能充电桩应用的双输入变换装置

阐述了一种面向户外储能式汽车直流充电桩供电技术下的风光互补发电双路输入直流变换装置的设计与实现。基于新能源联合供电技术考虑并借鉴既有直流变换器技术,设计了一种共地反极性串联双输入直流转换器电路,并将其应用在户外可移动式储能充电桩技术中。装置采用双输入非对称桥式电路拓扑结构,使得风电、光伏两路电源既可同时工作也可独立供电,有效提高了可再生能源的利用率和系统稳定性。这一优化技术措施为储能式充电桩在能量补充充电技术设计时提供了一种新能源多路输入电能的应用技术方案,对户外储能式中小型风光互补共用发电系统而言具有较高的性价比和一定的技术参考意义。     

电动汽车光伏充电站的多目标优化调度方法

电动汽车光伏充电站是实现电动汽车对可再生能源就地消纳利用的典型集成方式,本文针对光伏充电站运行中的优化调度问题展开研究。介绍了光伏充电站的典型结构、组成单元功能及基本运行策略。综合分析电动汽车充电、光伏发电及储能系统等多方面的运行特性,提出考虑购电费用和蓄电池循环电量的多目标优化调度数学模型;构造含电动汽车充电时间、蓄电池充放电功率及电池荷电状态(SOC)范围、配电网供电功率、系统功率平衡的约束条件;在此基础上,通过非支配排序遗传算法(NSGA)-II算法对多目标优化模型进行求解。结合具体算例,在不同日照和蓄电池初始SOC条件下,获得多组Pareto最优解集;从中选取典型调度方案,分析各组件功率调节的合理性;最后,通过与即时充电方案的比较,优化结果在购电费用和蓄电池循环电量上表现出明显的优势。本文所提的优化调度方法,将为示范城市充电基础设施的运行提供理论依据和技术支撑。     

风光互补发电系统功率输出的自适应控制

针对风光互补发电系统在运行过程中出现的供电功率空缺以及直流母线电压不稳定问题,依据光伏为主力发电源,风为辅助发电源的发电方式,提出了以风力发电的输出功率补偿光伏发电的输出功率的自适应控制方案。鉴于发电系统中固有的非线性特征和运行中的参数变化,对风力发电系统采用自适应控制实现对互补发电系统中所需功率的差额实时补偿,保证直流母线电压的平稳。为实现蓄电池充电稳定性,结合蓄电池非线性充电模型设计了充电电流跟踪控制器,确保对期望充电电流的跟踪。理论分析和仿真结果均表明,在互补发电系统运行中采取的控制策略的可行性。     

适于电动汽车充电的光伏微电网的设计与仿真

正设计了一种可供电动汽车充电的直流微电网运行方案,仿真试验表明,能够确保该微电网带负载正常运行。此方案弥补了光伏新能源可靠性差的缺点,为电动汽车充电与光伏新能源的结合提供了新的思路,如果得到推广,一定能大幅缓解大量     

滑雪场WSN节点风光互补供电设计

设计了一种基于滑雪场安全的无线传感器节点的供电系统,该系统利用风能、太阳能组成的生能器件以及两节1.5 V干电池组成的直流电源互补供电的方式对传感器节点进行供电,将风力发电装置和光伏发电装置组合成风光互补的复合发电系统,对锂离子电池和超级电容组成的双储能器件进行充电,当发电系统出现故障时,可以暂时使用干电池供电。该复合能源供电系统即节约了能源,又符合无线传感器节点低功耗的要求。     

基于风光发电互补的微电网最优供电模式研究

与传统集中式大电网相比,多种能源互补的分布式发电渗透率不断提升,与大电网互相补充、相互支撑,提高电力系统的可靠性同时也可以灵活实现分布式电源的接入和断开。在Matlab/Simulink中建立了微电网中以光伏电池及风电为电源的系统模型,其中包括微电网主电源模块、非主电源的分布式电源模块、光伏发电模块、负荷等。模型中的负载是按照普通用电负荷增加的,可以进行参数设置更改。微电网系统在单独光伏发电系统供电时负荷的变化会导致系统运行不同,仿真验证了多种能源互补的微电网运行最优化供电模式。仿真结果表明,采用风光互补的供电方式可以保持电压和频率稳定及负荷的正常运行,更大程度的增加供电稳定性。