考虑SOC的混合储能功率分配与自适应虚拟惯性控制

电力电子化的直流配电网存在低惯性问题,不利于系统稳定运行。混合储能设备可向电网提供虚拟惯性,但不同类型的储能之间存在功率协调问题,并且储能的荷电状态(state of charge, SOC)对虚拟惯性的调节也有约束作用。针对上述问题,提出了一种自适应时间常数的分频控制策略,时间常数根据混合储能系统(hybrid energy storage system, HESS)的SOC而动态调整以改变功率分配。首先,通过分析储能SOC与虚拟惯性的关系,并考虑储能充放电极限问题,研究兼顾SOC、电压变化率以及电压幅值的自适应虚拟惯性控制策略,提高系统惯性。然后,建立控制系统的小信号模型,分析虚拟惯性系数对系统的影响。最后,基于Matlab/Simulink搭建直流配电网仿真模型,验证了所提控制策略能合理分配HESS功率,提高超级电容器利用率,改善直流电压与功率稳定性。     

考虑SOC的电池储能系统一次调频策略研究

电池储能系统(Battery Energy Storage System, BESS)以其控制精度高、响应速度快等优势被广泛应用于电网中。为充分发挥BESS参与电网一次调频的优势,提出一种基于荷电状态(State Of Charge,?SOC)与频率偏差的综合控制方法。首先,为了改善电池循环寿命,设计基于荷电状态SOC的下垂系数与虚拟惯性系数。引入基于频率偏差的加权系数将下垂出力与虚拟惯性出力相结合,在频率偏差较小时增加虚拟惯性出力权重以稳定频率,在频率偏差较大时增加下垂出力权重以快速调节频率偏差,并在频率偏差超过一定限度后进行故障穿越时的频率支撑,而当电网状态变好且SOC较低或较高时进行SOC恢复。其次,提出BESS参与电网一次调频的评价指标以定量评估所提策略的调频效果及SOC维持效果。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建BESS仿真模型,并在阶跃负荷扰动、随机负荷扰动、瞬时性短路故障及光伏间歇性出力扰动工况下仿真验证所提策略的调频效果及SOC维持效果。仿真结果表明,所提策略能实现较好的调频效果并将SOC维持在合理区间内。研究成果为BESS成套设备生产厂家合理设计控制保护参数提供参考,对提升BESS涉网性能具有实际意义。     

考虑多储能系统功率分配的独立直流微电网协调控制策略

针对多源储结构的独立直流微电网,提出考虑多储能系统功率分配的独立直流微电网协调控制策略,以实现源储能源利用率最大化与多储能系统间功率合理分配两方面的平衡控制,提升微网持续供电能力.根据直流母线电压信号将微网系统运行划分为5种工作模式,以协调源储运行,保证光伏能源利用率最大化及储能系统出力充足.同时,直流微电网工作模式切...     

考虑规模化电池储能SOC一致性的电力系统二次调频控制策略

针对规模化电池储能参与电力系统二次调频问题,提出了考虑储能荷电状态（state of charge,SOC）的分层协调控制策略。在区域控制中心层,给出了考虑二次调频需求和储能SOC水平的二次调频功率分配策略,使储能SOC尽可能地维持在正常工作区间,以确保储能持续参与二次调频的能力;在储能站层,采用分布式协同控制算法实现了二次调频功率指令跟踪,并保证各组储能单元SOC趋于一致以提升储能系统的综合运行性能。最后,通过两区域互联电力系统仿真,验证了所提出的规模化储能参与二次调频控制策略的有效性。     

考虑蓄电池SOC安全范围的混合储能平抑风光功率波动策略

风光互补发电系统输出功率的随机性和间歇性会对局部电网的电能质量造成不利影响。为了解决这一问题,本文提出了考虑蓄电池SOC安全运行范围的混合储能平抑功率波动策略,分析了不同滤波器参数对输出功率的影响,提出了滤波器参数选取原则,给出了带有滤波器时间常数在线调整的功率参考值生成图。最终,通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了风光-混合储能系统的仿真模型,对SOC在不同阶段下进行了仿真研究,仿真结果验证了所提出控制方法的可行性和有效性。     

一种适用于微电网混合储能系统的功率分配策略

混合储能系统同时具有功率型和能量型储能设备的优点,适用于微电网中平抑波动性功率。采用直流母线并联方式的超级电容器和蓄电池混合储能系统,由蓄电池储能单元稳定直流母线电压,超级电容器储能单元跟踪参考电流,从而达到功率的动态分配。在混合储能系统功率损耗模型的基础上,提出一种兼顾超级电容器荷电状态和储能系统损耗的功率分配策略。将该策略用于光伏发电系统输出功率平抑,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

独立光伏-混合储能系统功率分配策略

为解决农村独立光伏系统中光伏出力与负荷功率之间的不平衡问题,可采用包含锂电池和超级电容的混合储能系统对其进行补偿。提出一种基于超级电容荷电状态(state of charge,SOC_sc)的非线性协调功率分配策略,通过优化设计P_bat.ref-SOC_sc关系曲线,实现电池功率在不同SOC_sc范围内的平滑切换,达到降低电池寿命损耗、优化系统经济性的目的。在MATLAB/Simulink中进行了仿真分析,结果显示应用所提出的策略,一日充放周期内电池平均SOC为49.934 5%,寿命损耗值为9.236 5×10^-5,相比于传统方法,该策略能够进一步延长独立光伏-混合储能系统的使用年限。     

VRB储能系统多目标优化功率分配策略

为了提高储能系统功率分配的合理性,提高风力、光伏电站及微网运行的经济性和稳定性,针对大容量全钒液流电池储能系统提出了一种多目标优化功率分配策略。该策略将储能系统的运行损耗、储能单元的充放电容量折损及储能单元间的荷电状态均衡度作为多目标优化模型,构建系统目标函数,利用模拟退火粒子群算法实现储能系统的经济性和可调度性运行。所提策略以MATLAB/Simulink为仿真平台,搭建了多组并联结构的全钒液流电池模型,并进行功率分配仿真验证,研究结果表明:所提策略可有效降低系统的运行损耗和储能单元的容量折损率,且储能系统可达到一致性均衡。研究结果可为储能系统功率分配提供参考。     

一种规模化电池储能电站功率分配策略

考虑电池储能电站的可调度性和运行安全性,提出了一种基于可变区间窗法的电池储能电站功率分配策略。通过将电池储能系统(battery energy storage system,BESS)的充放电功率设计成与荷电状态(state of charge,SOC)成指数函数关系,强化了不同SOC值BESS间的功率分配系数差异,解决了BESS在运行过程中SOC不一致的问题;通过可变区间窗方法,对BESS当前的SOC值进行差异最大化分配,加快了电池储能电站内BESS的SOC趋于一致的速率,有利于电池储能电站的整体调用,避免了运行过程中BESS因SOC越限而出现退出运行的情况发生。最后通过仿真试验和工程实证对该电池储能电站功率分配策略进行了验证,结果表明基于可变区间窗法的改进型电池储能电站功率分配策略能够使BESS的SOC在充放电期间具有良好的一致性。     

考虑储能电池SOC状态的风电场功率波动抑制控制

在风电场增设储能系统通过功率的动态补偿可以有效地平抑风电场的功率波动,改善风电电能质量,提高电网的风电接纳能力。综合考虑电池的荷电状态(SOC)和风电场输出功率波动抑制效果,提出了一种模糊自适应的控制策略,通过调节滤波时间常数防止电池的过载,通过在有功功率给定值上加上模糊调整量优化电池的SOC状态。仿真结果表明,该控制策略能够兼顾风电场功率波动抑制效果和储能电池的SOC状态,对储能电池的荷电状态进行优化,达到延长电池寿命的目的。     

基于SOC不平衡度的储能装置功率分配方法

储能装置中储能单元之间合理的功率分配对其高效可靠运行和使用寿命的延长至关重要。提出了一种基于荷电状态(SOC)不平衡度的功率分配方法,该方法引入了SOC不平衡度算法并构建了SOC不平衡度对角阵,通过与SOC不平衡度阈值的比较得到合理的功率分配指令,最终实现了储能装置SOC及输出功率的均衡。仿真和实验结果验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于SOC状态反馈的混合储能功率优化策略

文中储能系统功率优化分配以一阶惯性滤波系统为基础,介绍了滤波系数的确定方法,首先提出了基于频谱分析的混合储能系统功率分配方法,根据频谱分析结果,确定波动功率在蓄电池与超级电容之间的分配;在频谱分析的基础上,进一步提出了基于SOC状态反馈的混合储能系统功率优化分配方法,并采用模糊控制,根据储能系统荷电状态SOC的值实时调整系统的滤波时间参数,从而实现超级电容-蓄电池储能系统的长期有效运行。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建微电网仿真模型,并设计仿真方案,通过仿真验证所提混合储能系统功率优化分配策略的有效性。     

计及损耗的钒电池储能系统功率优化分配策略

针对由多组全钒液流电池并联构成的大容量储能系统,给出计及损耗的系统功率优化分配策略。该策略首先建立计及损耗的功率分配模型,然后将系统损耗、荷电状态(SOC)均衡度作为目标优化函数,在满足功率需求、SOC上下限等约束条件下采用虚拟粒子-自适应差分进化算法(VP-ADE)寻求最优解,进而实现储能系统的功率优化分配;最后,基于Matlab对该文策略进行仿真,并与传统策略进行对比。仿真结果表明该策略能在分配功率过程中降低系统损耗,同时使各储能单元的SOC在充放电过程中逐渐趋于一致。     

基于氢储能的直流微电网系统功率分配策略研究

基于光伏发电、锂电池-超级电容混合储能、电解水制氢和燃氢微型燃气轮机耦合的直流微电网系统,提出了一种综合考虑锂电池荷电状态（SOC）和储氢罐氢状态（LOH）的功率分配策略。构建了光伏-制氢-微型燃气轮机直流微电网系统模型;设计了协调控制层功率判断模块的分配逻辑,给出了直流网内存在剩余功率时的3种运行模式。使用MATLAB/SIMULINK软件对该功率分配策略进行仿真验证,结果表明,基于氢储能的直流微电网系统功率分配策略能够使得锂电池荷电状态逐渐趋于合理存储区间,可以提升锂电池的使用寿命。     

储能系统黑启动功率分配控制策略

孤岛电网由于电网容量小、调节能量弱,极容易发生系统性崩网。当孤岛电网崩溃后,需要在不依赖外部公共电网的情况下,通过其内部的黑启动电源进行电网的建立。近年来,随着储能技术的快速发展,越来越多的储能系统应用于孤岛电网中,用于孤岛电网内电力负荷平衡的调节,这使得储能系统与传统的柴油发电机共同来完成电网黑启动成为可能。以实际孤网黑启动为例,介绍了孤网黑启动电源供电网络架构,同时针对储能变流器多机电压源并联运行情况,在解决多机并联系统内部环流的前提下,分析了大规模储能系统作为黑启动电源所采用的基于虚拟阻抗的统一下垂控制策略,构建了仿真模型,并进行了验证。     

基于能量分配的锂电池储能电力市场投标策略

参与电力市场投标是储能运营的新盈利点。现有电力市场中储能技术投标应用的研究采用单一计算模型,忽略了电池储能的动态能量特性。针对上述问题,文章以锂电池储能为例,提出了一种基于能量分配的锂电池储能电力市场投标策略。首先引入锂电池动态能量模型,然后根据分时电价分配锂电池能量,以储能经济收益和日内电池储能市场投标收益最大为优化目标,制定储能系统的能量投标策略,最后以某地区分时电价为背景计算并对比了锂电池储能在不同投标策略下的收益。研究成果可以为电储能电力市场投标策略提供参考,同时为储能技术经济性评估提供理论基础。     

基于混合储能SOC分级优化的风光功率平抑策略

超级电容器与蓄电池构成的混合储能系统(HESS)是解决风光互补型微电网功率波动性的有效途径。本文针对HESS的控制,提出了一种基于电池荷电状态(SOC,State of Charge)分级优化的策略,设计了优化控制层和协调控制层两级平抑系统,并结合超级电容器与蓄电池SOC状态的分级反馈控制,使风光互补型微电网出力波动所造成的电能质量问题得到了很大改善,避免了因蓄电池过充过放而造成的循环寿命减少。通过在Matlab/Simulink环境下搭建系统的模型仿真,验证了该控制策略的有效性。     

含超级电容混合储能系统直流微电网功率分配策略

针对直流微电网中微电源功率输出不稳定以及负荷波动导致直流母线电压偏移问题,提出一种含超级电容和蓄电池的混合储能系统充放电控制策略。该控制策略将储能系统分为5种工作模式,控制系统根据直流母线电压值选择混合储能系统的工作模式,实现蓄电池与超级电容在充电、放电及空闲模式间自由切换,从而维持直流母线电压稳定。通过Matlab/Simulink软件搭建系统模型,仿真结果表明,采用该控制策略可使直流母线电压保持在电压偏移允许范围内。