含有混合储能的微电网控制策略研究

微电网在系统结构发生变化或者出现故障时,通过调节电源保证对电网及负荷提供优质电能,主要体现控制策略上。将基于超级电容器与蓄电池的混合储能系统并联在微电网上,采用模糊滑模的控制方式对混合储能装置进行控制。在Matlab/Simulink平台搭建含有混合储能及多微源的微电网仿真模型,通过具体算例验证了该控制算法的先进性。该控制算法不仅可以实现平抑微网并网波动功率和微网离网投切负荷时的波动功率,而且能够实现系统由并网/离网的平滑切换,从而使系统的稳定性得到提高,并进一步验证该控制策略的优越性。     

基于混合储能的光伏微电网控制策略研究

光伏发电具有波动性,所以它在微电网中应用时会引起直流母线电压的波动.本研究利用混合储能技术,通过光伏电池与储能元件共同供电来平抑直流电压波动,提高电力系统稳定性.在负荷功率发生突变时,通过将功率分配给蓄电池与超级电容来平抑功率,由超级电容承担瞬时功率,由蓄电池来承担剩余部分,同时通过对超级电容进行充放电阈值限制来防止超级电容过充过放,实现能量最优利用.最后,通过MATLAB仿真验证控制策略的可行性.     

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.     

微电网混合储能系统控制策略研究

微电网中的微电源和负载具有波动性和随机性,故储能系统是维持微电网安全可靠运行并改善电能质量的关键,蓄电池与超级电容器混合使用可以发挥蓄电池电池能量密度大和超级电容器功率密度大,充放电速度快的优势,提高微电网储能系统性能。提出了一种基于互补PWM小信号模型,并分别给蓄电池和超级电容器设计了控制方案,蓄电池采用单电流环很好的平抑了功率的低频波动,超级电容器采用带前馈的双环控制,平抑功率的高频波动,并有效的维持了直流母线电压的稳定。仿真结果证明了所提出的控制策略的正确性。     

采用混合储能装置的独立光伏系统研究

外部环境的不稳定性,对光伏发电系统的输出电能造成影响,为了提高光伏发电系统的稳定供电能力,建立了一个以超级电容器和蓄电池为混合储能单元的独立光伏发电供电系统,通过对双管双向变流器的控制,实现光伏发电系统直流母线与超级电容器和蓄电池之间的能量流动,有效地稳定了供电系统的输出电压;另外根据蓄电池的结构特性,建立了非线性数学模型,通过PID控制改变双向功率变换器的占空比来控制蓄电池组的充电电流,实现分段恒流充电,使蓄电池始终处于优化的充放电状态.     

基于混合储能的光伏波动功率平抑方法研究

针对光伏发电系统中发电功率波动问题,构建了一种基于混合储能的光伏并网发电系统模型,以平抑并网功率的波动。该模型引入了由超级电容器和蓄电池组成的混合储能系统,可以有效应对在各种天气条件下所引起的光伏输出功率波动问题,从而对并网功率进行削峰填谷。同时,对现有的MPPT法进行相应改进,提出了单向变步长追踪法,能够更加稳定且迅速地调整光伏系统的最大输出功率,提高发电效率。最后,在Matlab/Simulink上进行仿真,结果表明该混合储能控制系统能够有效提高光伏并网功率输送的稳定性能。     

高速铁路混合储能系统容量优化研究

随着我国高铁里程和班次的增多,高铁机车刹车时回馈送到电网的制动功率和能量越来越大.为了充分利用这部分能量,该文提出一种基于超级电容器和锂离子电池的混合储能系统及优化配置方法,旨在获得最大的经济效益.首先,建立混合储能系统的数学模型;然后,建立高速铁路牵引供电系统日运行成本的经济优化模型,以成本最低为优化目标,采用混合整数线性规划方法对储能配置方案优化;最后,以国内某高铁站实际负荷为例进行计算,结果显示采用混合储能系统部分吸收再生制动能量时经济收益最高,日总成本节省了3％.     

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.     

混合储能平抑微电网功率波动控制策略研究

针对微电网中功率波动所造成的直流母线电压和功率不平衡问题,本文提出了一种保证微电网中微电源、负载和混合储能系统协调统一的电池逆变器控制策略。文中以包含混合储能系统的直流微电网为研究对象,根据微电网各模块之间的功率流,总结出微电网的4种工作模式,并在Matlab/Simulink平台对微电网在各种工作模式下的动态特性进行了仿真分析。仿真结果表明,所提出的策略在保证微电网不同工作模式之间平稳过渡的基础上,能够更好地平抑系统功率波动,稳定直流母线电压。     

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。     

混合储能的独立光伏系统充电控制研究

超级电容的功率密度大,循环寿命长,很适合与能量密度大的蓄电池相结合,共同组成独立式光伏发电系统的储能部分.在此分析比较了两种储能器件的各项参数,针对光伏发电系统的特点,提出了一种应用于蓄电池与超级电容混合储能系统的充电控制方案.通过监视系统供电状态,减少蓄电池不必要的接入,达到延长蓄电池循环寿命的目的.实验结果表明,蓄电池与超级电容混合储能明显提高了系统的瞬时功率输出,降低了蓄电池的电流脉动,并减少其充放电循环次数,有效延长了蓄电池的使用寿命.     

光储直流微网混合储能控制策略研究

混合储能相较于单一储能可以更好地解决微电网电压、频率波动等问题。为了充分利用混合储能系统的优势,使各储能电池优势互补,并考虑到储能变换器弱阻尼、低惯性的特点,提出了基于虚拟直流发电机控制的混合储能单元分频控制策略。该控制策略在混合储能单元分频控制的基础上,对功率密度电池储能变换器采用虚拟直流发电机控制,以增大功率密度型储能的阻尼和惯性,提升直流母线电压的动态稳定性。为验证其有效性,在微源变化和负荷波动2种工况下与传统下垂控制进行仿真对比分析,结果表明所提策略可使母线电压的波动范围限制在±0.75%以内,增强了系统的鲁棒性和稳定性并优化了储能单元的充放电性能。     

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。     

风光储混合系统的协调优化控制

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。     

基于混合储能的并网光伏电站有功分级控制策略

针对自然条件下光伏电源有功出力的波动性,以超级电容器和磷酸铁锂电池组成的混合储能系统为基础,制定了有功分级控制策略.首先分析了光伏电站整体结构及混合储能装置的接入方式,然后考虑电网需求利用指数平滑法来实时更新光伏电站整体出力参考值,实现第1级控制.根据储能元件能量存储与功率吞吐特性,提出了以超级电容器为充放电主体的混合储能系统能量管理策略,实现第2级控制,并设计了脉宽调制的控制原理电路.编程计算结果证实了所述方法的有效性.     

基于混合储能互补的自适应光伏功率平抑策略

分布式光伏未来将在配电网中实现大规模接入,但由于受环境影响,其输出功率波动较大,在光伏并网时会给配电网带来诸多不利。为此,提出了一种基于混合储能的自适应光伏功率平抑策略,通过协调蓄电池和超级电容的功率分配,充分发挥了超级电容响应速度快的特点。同时,平抑策略中的荷电状态(state of charge,SOC)反馈功能兼顾了储能的SOC变化情况,使其具有较强的自适应能力,实现了储能的最优化利用。最后,通过分析验证了所提策略的可行性和有效性。     

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。     

基于能量协调控制的混合储能系统容量配置方法

为了平滑离网光伏发电系统中源荷之间功率差的随机波动,提出了一种适用于混合储能系统中不同储能介质之间充放电功率分配的能量协调控制策略。该策略依据不同储能介质的实时荷电状态,结合最大可能充放电时间,令超级电容器优先充放电,当达到其充放电极限时,再控制蓄电池进行充放电。在此基础上根据全寿命周期理论,考虑实时荷电状态、负荷缺电率和系统自主运行能力等约束,建立混合储能系统容量配置优化模型。利用改进粒子群算法对算例进行求解分析,并与单一蓄电池储能进行比较,验证能量协调控制策略的有效性和容量配置优化模型的正确性。     

一种混合储能光伏发电系统的功率预测算法

对混合储能光伏发电系统进行了优化配置,加入完善的光伏功率预测算法,可以减少储能单元深度充放电的次数,延长储能单元的使用寿命,提高系统的能量利用率.提出了基于趋势移动平均法的超短期光伏功率预测数学模型,模型以部分历史数据为输入量,通过数据处理,得出预测量可提高和改进现有光伏功率预测算法的平滑效果.通过在多云天气环境下的实验,验证了该光伏功率预测算法可以达到及时跟踪并平滑光伏波动、减小储能单元容量的功能.     

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。