太阳能电动车混合储能系统的能量管理策略研究

论文提出了一种适用于太阳能电动车的混合动力储能系统方案,给出了该系统的能量管理控制算法,其核心是分配、协调和优化太阳能、蓄电池和超级电容的能量。该系统包含太阳能电池板、boost变换器、蓄电池、超级电容、双向DC／DC变换器和直流无刷电动机。文中提出了一种新的双向DC／DC变换器的控制方法,能够充分利用超级电容的快速充...     

储能提高微网稳定性的仿真实验分析

随着微网的快速发展,储能在微网中的作用越来越重要。以往的研究主要侧重于储能的全数字仿真,文中开展了基于RT-LAB的数模混合仿真,其中储能和光伏为动模装置。首先,分析了储能参与系统调频的作用;然后,应用储能平抑光伏功率波动,对比光伏平抑前后对系统的影响;再者,构建了基于PLC的能量管理平台,实现多类型储能之间的功率分配;最后,通过仿真实验验证了储能在提高微网稳定性中的作用。     

基于复合储能的微网运行特性分析

微网中含有分布式电源的发电形式具有强随机性和间歇性,而且负荷的变换也具有随机性。为了维持微网内部的能量平衡,储能单元需要频繁地吸收和释放功率,这对传统的蓄电池储能带来了非常严重的负面影响。结合超级电容和蓄电池特性互补的优点,采用了超级电容和蓄电池相结合的储能方式。通过对比分析复合储能和传统蓄电池储能在微网并网运行和孤网运行时微网内部功率的变化情况,证明了复合储能的有效性和实用性。     

纯电动汽车复合储能系统及其能量控制策略

针对纯电动汽车行驶里程不足、蓄电池使用寿命短等问题,研究了由蓄电池、超级电容和双向DC-DC变换器组成的复合储能系统。为实现能量的合理分配,分别制定了逻辑门限控制策略和模糊控制策略。利用电动汽车仿真软件搭建了整车仿真模型,从而进行仿真研究。得出复合储能系统中蓄电池电流、超级电容电流和蓄电池荷电状态特性曲线,并与蓄电池单独供电的仿真结果进行对比。为验证复合储能系统控制策略的可行性和有效性,搭建了复合储能系统实验平台,对纯电动汽车的驱动与制动过程进行实验研究。仿真和实验结果表明复合储能系统及其控制策略能有效地降低蓄电池充放电电流,回收制动能量,提高纯电动汽车行驶里程。     

微网中储能系统的能量管控方法

微网利用光伏、风机等可再生能源发电(renewable energy source of electricity,RES-E)并与能量存储系统配合向本地负荷供电,可以减小能量传输损耗以及大电网扰动的影响。然而,微网中的可再生能源分布式电源出力与负荷逆向分布,如何利用储能元件实现能源就地高效利用、避免大量过剩功率入网是当前微网发展重点之一。针对这一问题,该文提出一种可变阈值的自动适应控制方法,采用自适应智能技术控制储能元件的即时充放电功率,提高电能分配效率,实现对于负荷的"削峰填谷"。文中利用现场测得的RES数据对提出的方法进行验证,结果表明与传统利用固定阈值和需要精确预测的方法相比提出的方法在不需要RES和负荷预测数据的情况下,可以更有效减小负荷峰值,得到更加平滑的负荷曲线,同时最大程度地利用本地RES能源。     

基于锁相环同步控制的双馈风机弱电网接入稳定性分析

双馈感应风力发电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)使用锁相环(phase-locked loop,PLL)跟踪端电压相位实现与电网的同步,采用该同步控制的风机接入弱电网易引发不稳定,因此,尝试解释产生该失稳现象的原因。针对弱电网并网条件下DFIG的单机无穷大系统,考虑其机侧变流器的有功控制、端电压控制及锁相控制回路之间的相互耦合关系,建立了相应的简化小信号模型。分析该模型发现,输出有功与端电压幅值之间的耦合联系会等价在锁相控制回路上引入一条额外的正反馈支路,该支路增益随接入交流电网强度的变弱而变大,进而恶化DFIG在弱电网下的稳定性。并进一步解析推导了不考虑端电压控制影响下的系统稳定边界条件。同时定性分析了不同端电压控制增益对系统稳定的附加影响。基于详细模型的时域仿真结果验证了该简化模型及分析的有效性。     

含压缩空气储能的微网复合储能技术及其成本分析

为提高微网运行稳定性与可再生能源利用率,提出了一种由压缩空气储能、蓄电池与超级电容组成的新型多元复合储能系统。首先,在压缩空气储能系统建模及工作特性分析基础上,设计了基于平滑控制的复合储能系统能量管理策略,并给出了该新结构的全生命周期成本计算方法。然后,通过对并网和离网两种模式的微网运行算例仿真,验证了复合储能系统不仅对微网运行中不同频段功率波动均具有较好的平抑效果,而且可有效提高微网的可调度性。最后,对不同复合储能方案的对比分析表明了新型多元复合储能系统的成本优势与可行性。     

包含蓄电池储能的微网实时能量优化调度

提出一种包含蓄电池储能的微网实时能量优化调度方法。该方法将全天24 h划分为峰、平、谷3种时段,在实时调度时,根据当前调度时刻所处的不同时段和蓄电池荷电状态所处的不同范围,采用不同的运行调度策略,同时以各微电源的有功输出与无功输出作为优化变量建立能量优化模型,设计了蓄电池放电罚函数并计入能量优化模型的目标函数中,可确保蓄电池随时维持一定的储能量以便在非计划孤网突然发生时为微网提供紧急功率支撑。该方法不仅可实现微网的可靠、经济运行,还有助于对主网进行"削峰填谷"。算例分析验证了所提方法的有效性。     

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...     

弱电网不对称故障期间双馈风电系统动态稳定性分析

弱电网严重不对称故障期间双馈感应发电机与电网之间的动态耦合作用增强,使得风电系统存在振荡失稳的风险。为探索其振荡失稳机理,该文首先建立考虑控制器动态的双馈风电系统复频域阻抗模型。根据阻抗模型的输入输出特性,详细描述双馈风机和电网正负序阻抗之间的动态相互作用关系。并采用广义奈奎斯特判据综合评估不同因素对弱电网不对称故障期间双馈风电系统动态稳定性的影响规律,为故障过程中控制器带宽的选择提出建议。最后,通过仿真和实验验证理论分析的正确性。     

双馈风电系统中VRB储能型网侧九开关变换器

双馈感应电机(DFIG)风力发电系统定子侧直接挂网运行,使故障穿越运行显得尤为重要。在研究多种故障电压补偿方案与九开关变换器脉宽调制策略的基础上,提出新颖的采用九开关变换器替代双馈风电系统网侧变换器实现并网控制与电压串补一体化方案。在对九开关变换器的数学模型、调制方法、工作状态、网侧九开关变换器的控制策略、直流侧电压分配以及全钒液流电池储能环节电路模型进行理论分析的基础上,建立网侧采用九开关变换器的DFIG风电系统仿真模型。设计多种并网点电网电压短路故障工况,分别对风电系统的电气参数和运行特性进行深入仿真研究。研究结果表明九开关变换器能维持DFIG机端电压稳定,使双馈风电机组在对称与不对称电网电压故障下实现柔性故障穿越运行。     

集中式储能能量管理系统

介绍了集中式储能能量管理系统的硬件拓扑结构和网络拓扑结构,给出了系统接入设备和系统功能,并设计了系统界面。这一系统具有较高的可靠性和稳定性,能够适应较为复杂的工业环境。     

含钠硫电池储能系统的微网多时间尺度能量管理策略

针对包含钠硫电池储能系统的微电网,文中以微网运行成本最小化为目标,同时考虑钠硫电池的荷电状态和使用寿命,提出一种针对含钠硫电池储能系统微网的多时间尺度能量管理策略,分别对微网能量管理策略的日前调度和实时调度进行建模。最后以一个微网系统作为算例,通过日前调度结果和实时调度结果的比较分析可知,多时间尺度的能量管理策略可提高微电网运行效益,而实时调度计划基于超短期功率预测,可对日前调度计划进行较大程度的修正,保证微电网的经济优化运行。     

光柴储微网系统的储能动态能量调度策略研究

针对光柴储微网中负荷突变和光伏微源输出功率随机波动引起的系统频率波动问题,给出一种基于频率偏差的储能动态能量调度策略。根据柴油发电机频率偏差的产生机理,结合微网系统电能质量和稳定运行要求,提出三段式PD先行的储能动态调度策略,克服了基于比例-微分（PD）储能动态调度策略的不足。将该储能动态策略应用于实际的微网实验平台中,并对两种情况进行实验分析比较,以验证其对频率波动的抑制作用。实验结果表明,该改进策略确能在一定程度上改善由负荷突变和光伏波动造成的系统频率波动问题,为提高微网系统供电质量和稳定性提供了一种可行性方案。     

基于共享储能的微网园区系统能量协同优化

能源互联网是冷、热、电、气高度融合的新兴途径,实现了能源系统的多目标综合优化.首先将共享储能与源-网-荷-储的微网园区综合能源系统相结合,提出了包含光伏、风力发电等分布式能源的协同优化模型;然后通过分析广义能源互联网的运营模式,综合考虑社区综合能源系统中重要设备及负荷等因素,构建以经济性为能量协调优化目标函数;其次,为...     

基于准PR控制的储能逆变器离网模式下稳定性分析

对储能逆变器在离网模式下的稳定判据进行了研究。介绍了级联系统的概念,基于储能逆变器带负载运行的拓扑结构,引入输出阻抗及输入阻抗的概念,并根据阻抗率的奈奎斯特曲线确定系统稳定运行的拒绝域。采用准比例—谐振(PR)控制器对逆变器进行控制,建立其数学模型,并得到了逆变器的输出阻抗。最后,基于MATLAB仿真模型,分别在负荷水平、控制器参数及滤波器参数变化的条件下,仿真分析了逆变器输出阻抗变化对系统稳定性带来的影响,并得出相应的结论,为实际系统的设计提供相应的理论支撑和指导经验。     

基于复合储能系统的微网联络线功率优化

风电资源具有波动性、随机性,直接接入电力系统会对电力系统的安全稳定运行造成影响,因此提出一种基于超级电容器、蓄电池和压缩空气储能组成的复合储能系统。超级电容器和蓄电池组成平抑短时间尺度功率波动的储能系统;压缩空气储能组成长时间尺度下削峰填谷的储能系统,根据上下限功率约束控制联络线功率。建立考虑寿命损耗的复合储能系统成本模型。仿真结果验证了所提复合储能系统的有效性,且相比于其他储能方案,其具有更好的经济性。     

含压缩空气的微网复合储能系统主动控制策略

提出一种含压缩空气的复合储能系统在交直流混合微网中的主动控制策略。首先,充分考虑工程实践中对于精度与运算速度的要求,采用基于最优裁剪极限学习机与支持向量回归机的组合预测算法实现对分布式电源输出功率的多时间尺度预测,并在此基础上设计复合储能日前调度。其次,运用经验模式分解的方法将复合储能日前调度分解为若干个本征模态分量,建立基于储能循环寿命与荷电状态(SOC)平衡的目标函数,并利用瞬时频率理论将各本征模态分量优化重构,从而得到超级电容、蓄电池和压缩空气储能的目标输出功率。最后,基于某风电场数据所建立的仿真算例表明,本方法能够在综合考虑储能运行成本与SOC平衡的基础上,将储能与分布式电源视为整体,并主动调度其输出功率,从而有效提升微网系统的能量利用率和经济效益。     

链式储能系统储能单元能量均衡控制策略

作为解决新能源并网问题的有效手段,级联H桥储能系统虽有诸多优点,但是由于该结构的直流侧相互独立,在实际使用中容易出现"短板"效应,进而严重影响系统运行的稳定性。基于储能单元差异化充放电的思想,依据储能单元能量状态等相关条件构造出均衡函数。通过该函数计算输出A、B、C三相及相内各功率单元的均衡系数,用得到的均衡系数对系统的调制波进行调整,来改变各功率单元功率管开通和关断的时间,使得各相及相内各功率单元以不同的速度存储和释放能量,以实现相间和相内的储能单元能量的均衡。仿真和实验结果表明,所提出的能量均衡控制策略能够有效地实现相间及相内各功率单元的能量均衡,而且动态性能良好,能量均衡速度快。     

直流微网中改进的复合储能装置控制策略

随着电网中分布式电源的日益增多,储能技术在提高系统的稳定性和改善电能质量方面显得越来越重要。考虑到当前储能元件的特性,复合储能系统比单一储能系统具有更多优点。为了改善储能单元动态响应特性,提出了一种改进的控制策略,储能装置均采用电流-电压下垂。为了降低电池的响应速度,在其传统下垂控制中加入了虚拟电感,并且在超级电容(SC)储能单元的控制中加入了电流前馈控制,加快其动态响应速度,使其响应更多高频功率。最后,仿真和实验结果验证了所提策略的正确性和有效性。