An Optimal Coordination Control of Hybrid Wind/Photovoitaic/Energy Storage System

为解决光伏和风电场的输出功率剧烈波动引起的电能质量下降和电网电压波动的问题,提出了利用复合储能技术分别平抑风光联合发电系统的输出功率在不同时段内的波动。在平抑功率波动过程中,提出了可变时间常数控制,不断实时优化低通滤波器的时间常数,实现了对储能系统充放电功率的灵活、快速控制,改善了储能系统的运行,减小了储能容量;同时提出最大输出功率限制控制保护储能运行在合理的范围。通过建模仿真验证了控制方法的有效性。     

风光储发电系统预测功率波动性优化方法

分析了风、光资源的波动性给可再生能源大规模并网带来的诸多不利影响。利用电池的充放电对风电、光伏发电功率进行优化,分析优化数据有效性及可行性,上传至调度部门制定发电计划,为后续有功功率实时调度打好基础。首次提出了蓄电池的分组分次充放电策略,能更及时地追踪风电、光伏发电功率变化,进行快速的功率吸纳和释放,同时减少蓄电池的循环次数,延长其使用寿命。     

针对独立风光发电中混合储能容量优化配置研究

为有效降低独立风光发电系统中混合储能系统的费用成本,需要合理的优化配置储能系统容量。通过分析超级电容器和蓄电池的储能特性,提出一种基于该类混合储能系统的能量管理策略,并分析了此能量管理策略下的系统负荷缺电率（LPSP）的计算流程。建立了以全生命周期费用（LCC）理论为基础的储能装置年均费用为目标函数,以独立风光发电系统LPSP等可靠性指标为约束条件的储能容量优化模型,并运用改进粒子群算法对优化问题进行求解。通过算例结果分析,表明所提出的能量管理策略能够更加充分地发挥两种储能元件的互补优势,有效降低储能系统成本。     

基于改进布谷鸟算法的风光储联合供电系统储能容量优化配置研究

在风光储联合供电系统中,科学的配置储能元件的容量,分配不同储能元件之间的容量比,具有非常深远的意义。通过分析蓄电池和超级电容器的特性,提出基于该两类元件的混合储能系统及其能量分配策略,根据全生命周期(LCC)理论,以储能费用最小为目标,以蓄电池输出功率和系统负荷缺电率等指标为约束条件,建立储能容量优化模型。提出了自适应布谷鸟搜索算法,并用于求解某风光储联合供电系统的储能优化问题。算例结果分析显示,采用文中所述的能量分配策略和改进的布谷鸟算法可以有效降低储能系统成本,验证了模型及算法的正确性。     

风光互补微电网中混合储能系统的容量优化研究

为提高微电网的供电可靠性和连续性,需要合理的配置储能系统的容量。针对独立运行的风光互补微电网,建立了蓄电池-超级电容器混合储能容量优化模型,以混合储能系统的一次性投资最小作为目标函数,从储能系统的能量供给能力和功率供给能力两方面综合考虑确定混合储能系统的容量。运用粒子群算法对算例求解,证明了混合储能的正确性,混合储能的应用可以提高可再生能源的利用效率,节约经济成本。     

基于模糊控制的风光储发电系统输出功率平滑控制

鉴于太阳日照和风能的间歇性和随机性使光伏发电和风力发电输出功率随日照强度的变化而波动,在分析了光伏发电特性、风力发电特性和飞轮储能特性的基础上,提出一种基于模糊控制的风光储混合发电系统输出功率平滑控制方案。以某典型日为算例,仿真观察和分析风光储混合发电系统的飞轮转速、输出功率及平滑因数,并与无飞轮储能系统、简单飞轮储能系统两种情况进行比较。仿真结果显示,基于模糊控制的风光储混合发电系统输出功率得到平滑控制,平滑因数约6×10-9,几乎可忽略不计。仿真结果表明所提控制方法能有效抑制风光储混合发电系统输出功率的波动。     

基于快速储能的风电潮流优化控制系统

风电功率的间歇与波动致使电场容量可信度低、可调度性差;同时易引起局部电网的电压不稳、频率波动,影响了系统的电能质量及稳定性。针对此现象,将超级电容器与蓄电池组成快速储能装置,用于风电的潮流优化控制。采用三重双向直流变换电路控制储能元件间的功率流动;采用四象限交直流变换电路控制储能与电网间的能量交换。提出基于超级电容器电压低频波动抑制的功率分配方法,可显著减少蓄电池的充放次数;提出基于储能元件荷电状态的储能能量调整规则,可避免储能元件的过充和频繁深度放电,以优化其功率调节能力。实验结果表明,系统可实现2种储能元件的优势互补,能有效平滑调节风电注入电网的有功功率,并实时补偿控制风电接入点的无功功率。     

基于相关机会目标规划的风光储联合发电系统储能调度策略

为改善风电、光伏发电出力的不确定性,使风光储联合发电系统具有可调度性,将风电和光伏发电的出力表示为确定性的出力和具有模糊性的误差之和。利用相关机会目标规划方法,以风光储调度出力曲线与计划出力曲线匹配程度最大,储能电池充放电功率最平缓和储能电池可持续工作性最佳为目标,建立了风光储联合发电系统储能调度模型。利用将模糊模拟、神经网络与改进粒子群算法嵌套结合形成新型混合智能算法对模型进行了求解,给出了联合发电系统日前储能调度计划。算例分析表明,新算法能够较好地求解高维数不确定规划问题,其收敛速度快,全局和局部搜索能力强。     

风光储联合发电监控系统功能设计与应用

介绍了风光储联合发电监控系统的总体建设方案,以及该系统的关键技术和主要功能,阐释了其信息采集与可视化展示方案、多能互补自动发电控制方案和多源协同自动电压控制方案。该研究成果已应用于国家风光储输示范工程。     

基于混合静止能量的虚拟转动惯量控制技术

首先在频率动态变化过程中,建立蓄电池的电池储能、超级电容器的电容储能与同步发电机的机械动能间的能量转换关系,阐述源于2种静止能量的混合储能系统的虚拟转动惯量的定义。其次,根据蓄电池和超级电容器的充放电特性,利用2种储能单元间的功率协同调节,提出含电池储能与电容储能的虚拟转动惯量的控制策略。该控制策略通过监测系统频率波动,根据2类储能元件的功率调节特性及荷电状态,协同调用2种静止能量,以模拟同步发电机组的惯性响应。最后,通过搭建含混合储能的光伏微电网仿真系统,验证了所提控制策略能够充分利用混合储能设备中存储的静止能量快速虚拟出惯性响应,显著改善系统频率的稳定性。     

风光储联合发电系统有功控制策略研究及工程应用

综合分析风光储联合发电系统的结构特点和控制特性,设计了可灵活组态的联合控制模式和场站控制模式,实现风、光、储独立控制和互补控制的无缝切换。针对联合发电出力平滑、跟踪目标控制和频率调节的不同应用需求,提出了考虑储能荷电状态反馈的改进平滑控制策略和"风光捆绑、储能解耦"的协调跟踪策略。提出的控制模式及策略已在国家风光储示范工程得到应用,被验证是可行和有效的。     

微电网混合储能功率分频控制策略研究

针对独立光伏发电系统中混合储能方式能够同时具有高功率密度和高能量密度的特性,提出一种微电网混合储能功率分频控制策略来提高系统运行的稳定性。通过Simulink平台搭建了独立光伏发电混合储能系统,通过对功率分频实现了超级电容器和锂离子电池的功率输出优化分配,抑制了由于负荷突变引起的功率波动,维持了直流母线电压的稳定。仿真结果表明,该方法提高了系统的稳定性,实现了对直流负载的可靠供电。     

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.     

风电场复合储能系统容量配置的优化设计

依据风电场复合储能系统的功能和工作特性,提出了一种复合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)容量的优化配置方法,使其在满足平滑风电功率波动等技术性能的同时,还能满足系统的经济性要求。首先,提出了一种能够定量反映功率曲线平滑度的判据标准。其次,建立了复合储能系统特性参数–风电功率平滑度的短期神经网络模型,并在此基础上综合考虑了复合储能系统的技术性能和经济性能,建立了反映复合储能系统特性参数–风电功率平滑度、复合储能系统成本特性的长期数学模型。最后,通过遗传算法对该模型的目标函数进行寻优,从而得到复合储能系统最佳的特性参数组合。算例分析表明所提出的方法是合理、有效的。     

直流供电系统混合储能技术研究

针对直流供电系统的后备电源中蓄电池使用寿命短、易老化、维护繁琐等问题,提出一种基于超级电容与蓄电池的混合储能方案,并将其应用于通信开关电源系统。仿真和实验的结果表明:在负载功率脉动的情况下,储能系统的功率输出能力较原有方式有了明显提高;并且减少了蓄电池的充放电小循环次数,提高了其使用寿命和系统经济性。对解决直流供电系统中蓄电池储能存在的问题,具有现实意义。     

基于平滑控制的混合储能系统能量管理方法

储能作为一种能量缓冲装置,可以有效抑制可再生能源输出功率的波动。文中介绍了一种基于平滑控制的超级电容与电池混合储能系统的能量管理方法,该方法分别利用超级电容和电池补偿可再生能源输出功率波动的高频分量与中低频分量;在传统限值管理的基础上,引入超级电容端电压预先控制,根据超级电容的剩余容量与充放电状态对超级电容和电池的输出功率进行修正,以防止超级电容因端电压达到上下限而停止工作。最后,利用PSCAD仿真验证了所述方法的有效性。     

适用于风电功率调控的复合储能系统及其控制策略

复合储能系统能够发挥不同储能方式的优势,有效提高储能系统的综合性能。针对并网风电功率调控目标,考虑不同储能方式的特性,构建一种基于蓄电池和飞轮储能的复合储能系统结构和数学模型,并重点研究其控制策略。通过合理设计中央管理层的控制策略,可以保障复合储能系统安全稳定运行,并对其吞吐功率进行优化,从而能够提高风电功率的调控效果;对于储能单元控制器,提出了蓄电池的功率和能量两种激活模式,并结合多模态电流滞环控制方法,实现功率在复合储能系统的各储能单元间合理流动。仿真结果表明,所提复合储能系统及其控制策略是可行有效的。     

超导储能蓄电池混合储能在风力发电中的应用

风力发电输出功率的波动性导致其直接并网会对电网带来不良影响,需要电力储能装置来提高并网性能,而常用的单一电池储能由于受到充放电次数的限制而易损坏。在建立用于平滑风电功率波动的超导储能和电池储能的混合储能模型基础上,设计超导储能用于平抑高频尖峰功率,电池储能用于平抑低频波动功率,并给出了两种储能装置的功率和容量确定方法。算例的仿真结果表明该方法同单一电池储能相比,可以有效地平抑风场并网的功率波动并减小电池的功率等级,减少电池的充放电次数和放电深度,从而延长了电池使用寿命。     

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.