构网型光储混合供电系统及其协调控制策略

提出并研究了一种用于独立构网的光储混合供电系统及其不同介质储能的协调控制方法。独立构网型光储混合供电系统由光伏发电回路、蓄电池充放电回路、超级电容器充放电回路共同组成,光伏发电回路为负载提供能量,多余或不足的能量由蓄电池和超级电容器进行动态调节。分析并给出了构网型光储混合供电系统能量管理核心控制算法,使得系统可根据光伏电池和蓄电池的工作状态,自动控制光伏逆变器和储能双向变换器工作模式,确保光伏阵列和蓄电池、超级电容器协调工作,实现独立供电系统高效稳定运行及快速的动态响应。最后通过系统仿真和样机实验验证了混合系统协调控制方法及系统能量管理控制策略的有效性。     

自组网光储混合供电系统及其多源协调控制

这里提出并研究了一种用于自组网的光伏/储能混合供电系统及其不同介质储能的多源协调控制方法。自组网光储混合供电系统由光伏发电回路、蓄电池充放电回路、超级电容器充放电回路共同组成,其中光伏发电回路为负载提供能量,多余或不足的能量由蓄电池和超级电容器进行动态调节。分析并给出了自组网型光储混合供电系统能量管理核心控制算法,使得系统可根据光伏电池和蓄电池的工作状态,自动控制光伏逆变器和储能双向变换器工作模式,确保光伏阵列和蓄电池、超级电容器协调工作,实现独立供电系统高效稳定运行以及快速的动态响应。最后通过系统仿真和500 W原理样机实验验证了混合系统协调控制方法及系统能量管理控制策略的有效性。     

基于双并联Boost-Buck电路的光伏发电系统电压稳定控制

针对目前光伏发电系统电压稳定性较差的问题,以超级电容器作为储能元件,设计了双并联双向Boost-Buck电路以提高光伏发电系统的电压稳定性.当光伏电池阵列输出电压低于额定值时,超级电容器储能单元释放能量传输给直流母线以提高直流母线电压;当光伏电池阵列输出电压高于额定值时,将直流母线多余的电能向超级电容器端传输.建立了Boost-Buck电路的状态空间方程,对光伏电池阵列输出电压的不同运行状态,设计了双并联双向Boost-Buck电路的PI闭环控制策略.仿真结果表明,当光伏电池阵列输出电压不稳定时,通过控制能量在超级电容器储能系统与光伏发电系统直流母线之间的相互传递,光伏电池阵列输出电压的稳定性可以得到有效控制.     

多能互补新能源电站协调控制策略研究

基于对系统功率出力平滑控制的控制研究,结合光能、化学能和电能的优点提出了一种多能互补新能源电站的协调控制策略,采用MPPT控制光伏发电系统,通过控制双向DC-DC逆变器实现蓄电池、超级电容器和氢燃料电池充放电,保证了直流母线电压的稳定。利用蓄电池和超级电容器能量互补特点,通过对电容两端电压的前馈闭环来削弱由负载电流变化引起系统闭环极点改变的影响,实现对储能系统的优化管理。建立多能互补协调控制系统的仿真模型,仿真结果表明,该系统可以解决因光伏功率和负载变化而导致电网电压波动的问题,减少光伏电站因减少功率波动造成的主动削减不可恢复的功率,避免了一定的能量损失,增加了可再生能源运行柔性和经济上的效益最大化。     

独立光伏混储系统稳定运行控制研究

受环境影响的光伏电源输出的最大功率总是波动的,无法实现稳定运行、可靠供电。针对该问题,建立了独立光伏混储系统的结构,介绍了光伏最大功率输出控制,提出了混储系统的波动功率分配控制策略,以超级电容器的荷电状态区域为基础,对混储系统充放电运行状态进行可靠切换控制,充分发挥蓄电池和超级电容器的各自特性的优点。仿真结果表明,独立光伏混储系统在设计的策略控制下可以稳定运行,平衡供电功率,满足负荷对电能质量的需求。     

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。     

超级电容器及其在光伏发电系统中的应用研究

光伏发电系统越来越受到人们的重视,但光伏电源的随机性降低了其供电质量。通过对目前超级电容器的特性进行分析,搭建含超级电容器储能系统的光伏发电系统模型,以MATLAB/Simulink为仿真平台进行控制仿真,分析超级电容器储能装置在应对光照强度变化和负荷波动时的运行特性与控制效果,结果表明超级电容器能有效稳定母线电压,提高光伏发电系统的运行稳定性。     

基于双向DC/AC变换器的混合储能系统动态控制策略

针对风电和光伏并网发电系统的功率波动问题,研究了一种基于双向DC/AC变换器的混合储能系统的动态控制策略。对含有超级电容器与蓄电池组的混合储能系统,通过双闭环控制器对变换器内部的电压电流进行控制,把波动变化较快的电流分量分配给超级电容器,由蓄电池来响应波动变化较慢的电流分量。同时,控制系统将超级电容器的电压稳定在预设范围内。基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF)对蓄电池的荷电状态(State of Charge, SOC)进行控制,使其SOC值稳定在安全范围内并延长了蓄电池的使用寿命。通过仿真实验,验证了控制方法的有效性。     

高压绝缘子参数监测系统光伏发电电源的设计

高压绝缘子参数监测系统主要实现对高压绝缘子状态的在线监测,其供电电源是关键问题之一,要求电源长期免维护﹑高可靠性与稳定性。文中采用由蓄电池与超级电容器混合储能的光伏发电电源,根据负载及储能系统的特点提出了能量管理策略,光伏发电电源采用单向DC/DC单向变换器进行最大功率控制,超级电容与蓄电池采用双向DC/DC变换器与系统进行能量的双向交换。结果表明,该控制策略能在光伏电池输出功率波动的情况下,直流母线电压保持稳定,且能有效减少蓄电池的充放电循环次数,优化充放电性能,延长使用寿命,最大程度地保证光伏发电电源向系统不间断供电。     

独立光伏系统中超级电容器蓄电池有源混合储能方案的研究

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点,大大提升储能系统的性能.针对独立光伏系统的特点,设计了一种有源式混合储能方案,建立了系统的模型和控制环节.实验结果表明,在光伏发电功率和负载功率脉动时,蓄电池能够工作在优化的充放电状态,并能够有效地减少充放电小循环次数.对解决光伏等可再生能源系统中的储能问题,具有现实可行性.