分布式电源的混合储能配置分析与研究

在分析分布式电源配置混合储能的原理及优势的基础上,提出并离网情况下混合储能的结构配置方案,分析并提出能量型储能和功率型储能的容量配置原则,并构建混合储能在并离网运行模式下的仿真模型,验证了引入混合系统是解决分布式并网发电和独立发电系统的有效途径。     

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。     

蓄电池与超级电容混合储能系统的控制策略

在分布式发电系统中,储能系统要同时具备高功率密度和高能量密度的特点,单种储能元件往往难以达到这个要求,蓄电池与超级电容在性能上具有很强的互补性。本文将蓄电池与超级电容分别通过双向半桥变换器连接到直流母线上构成混合储能系统,蓄电池稳定直流母线电压以维持母线上能量供需平衡,超级电容迅速提供负载波动功率高频分量,抑制负载突变对直流母线造成的冲击。分析了负载功率高频分量的检测方法,建立了双向半桥变换器的数学模型和四种模式下的控制策略。利用DSP实现储能系统的综合控制,通过仿真和实验验证了系统控制策略的有效性。     

微电网中混合储能系统的电源模型研究

微电网中含有负荷、发电、输配电等系统,为了保持电能质量和系统可靠性,就必须保持功率的动态平衡,储能系统通过吸收和发出功率保证了系统的稳定及供电质量的可靠。简要分析了储能技术的现状及发展,阐述了适用于微网的超级电容器与锂电池混合储能结构研究的意义和价值,比较全面地介绍了二种超级电容器与五种锂电池的常用模型,分别说明了优点和不足之处,并进行了比较。     

混合储能系统拓扑及其多模式综合协调控制

在分布式发电系统中,储能系统要同时具备高功率密度和高能量密度的特点,单种储能元件往往难以达到这个要求,蓄电池与超级电容在性能上具有很强的互补性。此处将蓄电池与超级电容分别通过双向半桥变换器连接到直流母线上构成混合储能系统(HESS),蓄电池稳定直流母线电压以维持母线上能量供需平衡,超级电容迅速提供负载波动功率高频分量,抑制负载突变对直流母线造成的冲击。分析了负载功率高频分量的检测方法,建立了双向半桥变换器的数学模型和4种模式下的控制策略。利用DSP实现储能系统的综合控制,通过仿真和实验验证了系统控制策略的有效性。     

混合动力汽车复合电源的设计

在运用混合动力汽车(HEV)电池和超级电容(UCs)的基础上,设计了一种新型的超级电容-蓄电池复合电源的HEV控制系统(包括一个DC-DC转换器)。在高功率需要时,UC通过DC-DC与电机相连。实验结果表明,该复合电源电动车能兼顾蓄电池和超级电容的优点,可以更好地满足电动车启动和加速性能的要求,并能提高电动车制动能量回收的效率,增加续驶里程,降低了起动污染物的排放,提高了燃油的经济性。     

基于混合储能的微电网功率控制策略

微电网中间歇式微电源输出功率较大的不确定和波动,给微电网孤网运行时的电能质量和并网运行时的功率可调度控制带来了巨大的挑战.采用单一的储能系统平滑功率波动,不仅无法很好解决上述两种问题,且不利于延长储能元件的寿命.文中利用超级电容的高功率密度、快速充放和蓄电池适于平抑长周期功率波动的特点,提出了基于超级电容和蓄电池组成的混合储能系统及相应的控制策略,微电网孤网运行时采用超级电容平滑波动频率较高的功率,并网运行时结合蓄电池平抑频率较低的功率,通过两者的共同作用提高了微电网孤网运行的电能质量与并网运行的可调度性,同时避免了蓄电池频繁充放电.在PSCAD/EMTDC中建立微电网仿真模型,验证了所提出的混合储能结构及其控制策略的可行性.     

平抑间歇式电源功率波动的混合储能系统设计

混合储能综合了功率型储能器件和能量型储能器件的优势,弥补了单一储能技术的不足,是储能技术的重要发展方向之一。针对平抑间歇式电源发电功率波动的应用需求,研究了超级电容器/蓄电池混合储能系统。结合间歇式电源的运行和控制,首先分析了超级电容器/蓄电池混合储能系统的作用,然后针对超级电容器、蓄电池的输出特性和应用需求,进行了混合储能功率电路的设计,并以蓄电池储能量和超级电容器储能量为核心进行了混合储能系统能量管理方案的设计,所设计的能量管理方案具有中央管理单元控制和本地控制2个层次,具有自适应特征。仿真和实验证实了上述方法的有效性。     

复合储能型保安电源系统控制策略与仿真

为了实现重要负荷的安全可靠供电,并减少冲击性负荷对电网的影响,提出一种基于超级电容和蓄电池的保安电源系统。首先,给出保安电源系统的拓扑结构,并建立保安电源系统的数学模型;然后,重点研究了保安电源系统的系统协调控制策略。通过检测电网状态、负荷容量和复合储能的荷电状态,综合确定各个变换器的工作模式,并根据不同工作模式的控制目标,提出了直流变换器和电压源型换流器的控制策略。通过在Matlab中对保安电源系统几种典型工况仿真,验证了系统功能和控制策略。     

直流对等式微电网混合储能系统协调控制策略

提出一种基于锂离子电池和超级电容混合储能的协调控制策略,使得混合储能系统(HESS)适用于风能、太阳能或者其他间歇式分布式电源供电的微电网。针对锂离子电池和超级电容的放电特性,提出DC-DC侧对等式并行双环控制策略,控制直流母线电压稳定的同时,利用控制环路自身带宽滤波特性及交流功率前馈达到功率分配效果;采用滞环PI控制方法,保证超级电容不会过放或者过充。DC-AC侧采用双同步坐标系下不平衡电流控制结构,有效跟踪不平衡参考电流。实验结果表明,所提出的协调控制策略能有效抑制直流母线电压冲击与波动,显著提高了系统动态响应;同时,超级电容利用效率得到提高,微电网在过渡状态下的性能也得到了改善。     

基于QPSO和双线性插值的混合储能系统改进解耦控制

在混合储能系统中,常采用隔离型三端口有源全桥TAB(triple active bridge)变换器作为功率变换器。针对该变换器的控制变量之间存在耦合以及模型的非线性问题,提出一种基于量子粒子群优化QPSO(quantumbehaved particle swarm optimization)算法和双线性插值的改进解耦控制方法。传统的TAB解耦控制策略仅注重系统在理想情况下的能量传输模型,在实际应用中控制效果较差。将TAB变换器的软开关范围和开关损耗融入到解耦控制中,并采用QPSO算法对解耦相关的非线性方程组进行离线求解,生成稳态工作点表格,有效提高了系统的控制效果。此外,针对实际工况中解耦表格数据量过大的问题,采用双线性插值算法,在保证系统控制稳定性的同时,大大降低了存储表格的数据量。最后,通过仿真以及实验验证了所提方法的可行性。     

LCC/VSC混联系统多区域间惯性支撑协调控制策略与仿真

渝鄂背靠背柔直系统投运后实现了西南和华中异步联网,并形成了包括西南、华东、华中三峡机群、渝鄂、龙政、林枫等接入多类型直流的交直流混联系统.针对此种典型结构下交/直流故障后系统稳定需求,考虑充分发挥电压源换流器(voltage source converter,VSC)和电流源换流器(line commutation c...     

电池储能系统两模式协调控制策略

针对混合储能存在运行模式较为固定、利用水平有待提高的问题,基于一种分布式光伏-电池储能联合系统典型结构,提出了一种电池储能系统平抑波动-峰谷套利两模式协调控制策略.利用电池储能系统可运行于不同模式的特点,根据光伏发电功率中频分量的波动特性,对电池储能系统各电池组串的运行模式在平抑波动和峰谷套利之间进行动态分配和灵活调控...     

混成电力控制系统及其应用

提出并建立了混成电力控制系统(Hybrid Power Control System, HPCS)概念、理论架构及其方法论,可以认为这是电力系统中一门新学科分支的诞生.为了有助于理解该学科分支的理论和方法并进而加以应用,特以混成自动电压控制(HAVC)为例进行了具体的阐述.在HAVC系统中,我们建立了混杂分层电压控制模型,采用离散事件作为驱动主体,并可以实现复合指标调控.该理论和方法的应用使长期以来电力系统运行调度中品质-稳定-经济三重优化的"梦想"成为现实.应该指出本文阐明的HAVC系统设计理念和方法亦实用于大电力系统的混成自动调频(HAGC)和其他具有混成结构的系统,如军事实战指挥系统、复杂的大规模制造加工系统和某些过程优化控制系统等.     

混合级联多端直流输电系统的功率协调控制策略

针对一种整流侧采用电网换相换流器（LCC）,逆变侧采用LCC与多个模块化多电平换流器（MMC）串联的混合级联多端直流输电系统进行了研究。为解决目前已有的控制策略无法对逆变侧各换流站输送功率进行独立控制的问题,为逆变侧换流器设计了附加功率的协调控制策略,实现了对有功功率的独立灵活控制和MMC之间的功率互相支援,并为系统设计了故障控制策略。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了该直流输电系统模型并对所提出的协调控制策略进行了仿真验证。结果表明,附加功率的协调控制策略能够实现对逆变侧各换流器输送有功功率的独立控制,并且在系统发生故障后具有良好的故障恢复特性。     

混合储能系统平抑风力发电输出功率波动控制方法设计

风力发电系统输出功率的随机性对大规模风电并网会产生诸多不利影响,近年来采用储能装置平抑风电输出功率的研究取得了一定进展.文中分析了单独采用蓄电池组或超级电容器对风力发电输出功率进行补偿时的不足之处,在此基础上构架了采用蓄电池组和超级电容器的混合储能系统,并进一步提出了利用其平抑风力发电输出功率的控制方法.所提出的控制方法将补偿功率分为高频和低频2个部分进行补偿,一定程度上克服了储能设备单独使用时的不足,并且在补偿过程中考虑了电网调度的需求.经仿真验证该方法能够较好地平抑风力发电系统输出功率.     

用于风电功率平抑的混合储能系统及其控制系统设计

储能技术是进行风电功率调控的有效技术手段之一,针对平抑风电波动功率的需求,提出一种基于蓄电池和超级电容器的新型混合储能系统.通过充放电控制器的合理设计,实现了储能元件充放电全过程的精确管理,延长了使用寿命;同时能够提供稳定的直流输出电压.针对该系统的控制系统设计,提出一种双层控制模型,并建立专家信息库.根据实时风电功率及储能元件的荷电状态,在双层控制模型下依次检索预置的专家信息库,可得到充放电控制器相应的控制算法,简化了风电功率多种波动状态下的控制逻辑,缩短了控制时间.仿真分析表明,所提出的混合储能系统结构及其控制系统是切实可行的,可广泛应用于风电场,承担风电功率平抑的任务.     

小型风-光-沼互补发电控制系统的设计与仿真

为提升风-光-沼互补发电系统的供电可靠性和智能化控制,设计一套以STC8F系列单片机为核心的小型风-光-沼互补发电控制系统,介绍系统的工作原理,并对软硬件进行设计,该控制器可以控制各个发电子系统协调工作,对蓄电池进行合理的充放电管理,并能实现对系统的最大功率点的跟踪(MPPT)。通过Proteus和Matlab等软件对整个控制系统的设计和控制过程进行仿真和数据分析,仿真结果表明:该系统运行可靠,适用性强,可广泛应用于多种能量互补的智能控制。     

风光混合发电监控系统的设计

以MCGS组态软件为平台,建立了风力-太阳能-蓄电池为一体的集中监控系统。该系统通过对关键数据的采集和判断来设计协调控制策略,根据光伏阵列和风力机输出功率与负载、蓄电池之间进行协调控制,对负荷进行适当的投切和蓄电池充放电控制来实现系统功率平衡。     

高速铁路同相供电系统直接功率控制器设计

提出了一种应用于高速铁路的同相供电系统直接功率控制器设计方法。该方法在αβ坐标系下,通过分析变流器直流侧和交流侧有功功率和无功功率,利用瞬时功率理论推导了变流器输出电压指令,该指令值通过定频脉宽调制技术来控制变流器工作。该控制方法物理概念清晰,不需要复杂的坐标变换,控制方法简单。为避免低开关频率对电压幅值和相位延迟影响,提出采用电压幅值和相位修正补偿方法。最后仿真结果表明该方法能够实现系统功率传输的平衡,并且直流侧电压稳定,能够有效地消除系统侧负序分量。