柴储独立供电系统的功率协调控制策略

在利用柴油发电机组系统作为直接供电方式的一些地区,常规柴油机发电系统会由于负荷轻重的不稳定,而导致供电系统的工作状态也会因此不停波动。鉴于此种情况,提出了一种相对有效的优化方案,在发电系统中引入了储能电池和功率控制装置,用来协调控制整个供电系统的能量流动:在负载很轻时,储能电池独立逆变进行供电;负载较重时,以发电机的输出作为交流母线系统,储能电池和柴油发电机并联供电;当储能电池电量不足时,和用电负载一起作为系统的负载,发电机对其进行充电,从而确保柴油机发电系统能够高效稳定地工作。     

带超级电容的光伏发电微网系统混合储能控制策略

为保证微电网系统稳定运行、各发电单元之间功率平衡以及输出电能质量良好,采用混合储能装置作为含光伏发电微电网系统的储能部分。提出了含光伏发电单元的微电网系统并网运行时各储能单元和直流母线电压的控制策略。当光伏发电并网系统的能量管理采用功率分配型控制策略时,直流母线电压幅值的稳定受发电单元侧控制,通过控制微电源与三相逆变器输送给电网能量之间的平衡来保持直流母线电压稳定;当新能源或本地负载功率发生突变时,由于蓄电池和超级电容储能装置具有较好的能量互补特点,通过控制蓄电池吸收或释放低频功率,超级电容吸收或释放高频功率,可以抑制负载突变对直流母线造成的冲击。仿真和实验结果表明,上述控制策略能有效、快速地调节系统有功、无功功率输出,抑制微电网系统负荷突变引起的功率波动,改善系统输出电能质量,提高系统的可靠性和稳定性。     

电池储能系统电压支持技术仿真研究

为了研究储能系统的电压支持功能,本文分析了利用储能系统解决太阳能发电系统引起的电网电压波动问题的可行性。针对太阳能发电系统输出功率骤变引起的电网电压波动问题,设计了利用电池储能系统来补偿快速变化的有功功率的方案,来实现对电网电压的调节。对储能系统在不同电抗电阻比的3种电网参数情况下的电压调节功能进行了仿真分析。分析结果显示,在电抗电阻比较低的电网中,储能系统通过补偿有功功率可以更有效地解决太阳能发电引起的电网电压波动问题。     

基于SMES-SFCL直驱永磁风电并网故障穿越能力

为提高永磁直驱同步风力发电机组功率输出的稳定性和低电压穿越能力,提出了采用超导磁储能-超导故障限流系统来平滑风电机组的有功输出,改善故障穿越能力。当电网故障时,电阻型超导限流器限制故障电流对网侧变流器的冲击,提高网侧变流器的无功输出能力;当电网电压正常时,超导磁储能系统通过吸收和释放功率来平滑风电机组的有功输出,抑制功率波动;当电网电压跌落时,超导磁储能系统吸收直流母线上的多余功率,抑制直流母线电压上升;同时通过控制网侧变流器输出无功功率以支撑电网电压。仿真结果表明了该方法的有效性。     

可再生能源传输—先进铅碳储能系统改善电网传输

先进铅碳储能系统(ALCESS)是特别适合增长中的可再生能源电网传输。一般来说,电网堵塞限制了低成本的再生能源为负载供电。最有效改善低成本的再生能源向城市地区供电的途径是减低传输上瓶颈堵塞。在这种应用中,先进铅碳储能系统安装在堵塞的地方,当有紧急事故时,它提供备用储备能源,因此它使事故后的堵塞点减低所要增加的容量。当先进铅碳储能系统只是周期性的部署,紧急事故时,它使系统营运者可利用较大份额的堵塞点传输容量。因此,能减低安装地点的堵塞和促进低成本的再生能源的使用。     

混合储能在电力电子变压器中的应用

针对电力电子变压器PET无法有效应对电网电压中断和电压跌落的不足,将蓄电池超级电容混合储能系统HESS应用到PET中。储能系统通过双向直流变换器与PET直流侧连接,在电网电压发生中断或跌落时,维持PET低压直流侧电压稳定并向负载提供功率。分析了储能系统的工作模式并设计了直流变换器的控制策略,通过超级电容优化了蓄电池充放电过程。结果表明,应用了混合储能系统的PET具备电压和功率补偿的功能,能够消除电网电压中断和电压跌落对负载的影响,保证用电设备的安全、稳定运行。     

双向直流变换器控制方法

双向直流变换器配合蓄电池或超级电容等化学储能元件应用在具有直流母线支撑的系统中时,其主要控制目标为结合储能元件的荷电状态实现负载的稳定工作。当负载功率大于主供电功率时,控制储能元件释放能量以满足负载功率需求;当负载功率小于主供电功率时,控制储能元件吸收能量以避免母线电压上升。归纳和总结了现有的双向控制方法,详细分析了储能系统中变换器两端均为直流源的应用场合时双向直流变换器的双向切换原理,重点研究了采用带有方向信息的电感电流平均值作为电流内环、直流母线电压作为电压外环的双向控制方法。针对该控制方法中存在的母线电压波动和电池频繁充放电的问题,阐述了相应的优化措施。     

一种基于超级电容的输电线路在线监测系统电源设计

所设计的系统使用电流互感器取电,利用超级电容的大容量储能和快速充放电特性,经储能超级电容和放电超级电容输出给监测系统供电.电源根据负载端电压变化,通过控制储能电容与放电电容的通断,利用储能电容为放电电容充电,最后通过放电电容对外供电.针对母线电流不稳定,过压保护部分特别设计了能量再利用电路.仿真分析表明互感器输出功率在临界点波动时电源输出稳定,并可满足GPRS/GSM装置传输数据时的功率需求.经样机实测,装置运行效果良好.     

基于飞轮储能的光伏并网发电功率平抑控制研究

以光伏发电最大功率跟踪和并网逆变控制为基础,引入飞轮储能系统,实现对电网稳定功率的输出,从而便于电网调度。为了使得光伏发电系统对电网输出可调度的稳定电能,采用电流内环,速度外环的控制方式充电,使得储存的能量在飞轮所允许的范围之内;采用电流内环,电压外环的控制方式放电,使得系统在运行中保持直流母线的电压稳定。系统仿真实验和实验室平台实验表明,当电网运行正常时,带有飞轮储能系统的光伏发电系统可以向电网实时输出可调度的稳定功率;当电网发生故障时,通过切断并网连接,实现对光伏发电功率的储存。     

一种可与市电并联的分布式发电储能离网逆变器控制方法及应用

本文提出了一种新的储能型分布式发电离网逆变器控制方案:当市电正常时,可并网运行,供给负载运行所需的大部分能量;当市电不正常时,快速切换到离网运行,确保重要负荷的不间断供电。方案采用双向BUCK-BOOST电路实现小容量分布式光伏发电离网或并网运行,从而优化并降低户用型光伏发电储能系统的配置成本,提高动力电池的综合利用率。通过调节光伏储能离网逆变并联市电输出的相位和幅值,使市电提供负载大部分功率的同时,该逆变器的并网电流和市电之间只存在给定的相位差,从而有效提高系统运行的功率因数。     

基于粒子群算法的源网荷储微电网储能优化技术∗

由于太阳能、风能等分布式能源具有随机性,负荷需求曲线也有很大的波动性,若直接用分布式能源给电网或者负荷供电,将会带来一定的冲击或者供需不匹配。文章引入蓄电池储能系统,基于粒子群算法建立优化模型,通过蓄电池在不同时间的充放电来减小电源功率波动,达到削峰填谷的目的。并且通过贵州省某区实验室的光伏和储能设备获取光伏出力数据,结合典型日负荷曲线来验证该模型的实际效果。     

高渗透率风电-储能孤立电网控制策略

在一些偏远或海岛地区,考虑到环境保护和燃料成本因素,需要利用可再生能源发电和储能系统形成孤立电网进行独立供电。针对高渗透率大规模风电接入的孤立电网,提出一种风电–储能系统孤立电网控制策略。该控制策略包含上层的广域功率平衡控制和下层的储能设备V/f控制,广域功率平衡控制根据超短期风电功率和负荷预测值以控制代价最小化为目标,确定下一控制周期内风电机组和负荷的最优投切量,并使电网功率波动位于储能设备功率和容量可调范围内;储能设备V/f控制实时检测电网电压和频率偏差生成有功和无功电流指令控制储能系统进行功率补偿。以广东汕头南澳岛为实例进行了具体说明,最后利用Matlab/Simulink软件对所提策略在孤立电网中控制的有效性进行了验证。     

基于单周控制的新型环保储能式辅助开关电源

提出一种基于单周期控制超级电容器储能的单相并联型辅助电源装置.该电源装置在系统正常运行条件下具有并联型有源滤波器的滤波功能及动态无功补偿功能.当负荷由重载突变为轻载,甚至空载时,它能快速吸收突减的有功功率,当系统发生大的波动或短时供电中断时,它可向负载短时提供全部功率.实验研究表明,该装置能有效改善负荷品质,提高电能质量,增强负荷供电的可靠性.     

主动监测扰动的数字式防孤岛保护装置

正分布式电源日趋增长,尤其是太阳能发电更是发展迅速,当有许多光伏并网发电系统同时向公共电网供电时,发生孤岛效应的机率也随之增加。根据IEEE的相关标准要求,分布式并网发电系统必须具有孤岛检测能力,以便及时地断开分布式并网系统与电网的连接,将危害降到最低。1孤岛效应的产生与危害孤岛效应是指并入公共电网的发电装置在电网断电的情况下未能检测出停电状态或脱离电网,将会继续工作并对周围负载供电的现象,如图1所示。     

150kW建筑直流微电网系统的设计

介绍了150 k W建筑直流微电网系统的设计。系统由AC/DC模块作为与电网的接口单元,太阳能阵列通过最大功率点跟踪控制器与接口单元并联为微电网系统供电,储能系统用来实现能量调度并协助保持电网的稳定。系统采用直流的配电和保护,具有统一的监控管理平台对整个系统实现设备和能耗管理。实际运行结果表明,150 k W直流微电网系统运行稳定,满足设计要求。     

压缩空气蓄能调节太阳能系统输出功率建模与研究

太阳能的间歇性和波动性不利于太阳能发电大规模并网,实施电力储能可平抑输出功率波动,改善电能质量。目前,我国大规模的电力储能只有抽水蓄能,却受到水资源的限制而无法普遍开展。提出了基于压缩空气蓄能(compressed air energy storage,CAES)的太阳能发电站功率调节系统,给出了CAES调节系统额定功率、容量等系列关键参数的设计方案,并选取案例对CAES系统仿真模拟。结合电站所在地区负荷变化及与局域电网电能交换数据,对比了采用CAES功率调节系统前后太阳能发电并网对局域电网的影响,分析结果表明CAES调节太阳能发电能有效地缓解对局域电网的冲击。     

储能/发电机级联式供电系统功率传输控制策略研究

随着可再生能源渗透率的不断提升，区域电网惯性逐步降低，暂态支撑能力严重不足，给电网带来了一系列安全稳定问题。本文提出了一种储能与开绕组同步发电机级联供电的新型分布式并网发电拓扑，在保证可再生能源消纳的前提下，重新利用原有柴油机，为电网提供功率后备以及惯量支撑。通过对开绕组同步电机进行建模以及系统功率流矢量分析,设计了基于源网相位闭环控制的功率传输策略，实现了发电机的稳定同步运行。基于该策略，拓扑中的储能变流器可具备同步电机特性，实现了电网惯性和暂态支撑能力的进一步提升。仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

面向冲击性负载的飞轮储能调控策略

大量电动汽车充电站、城轨交通等冲击性负载接入配电网会对电网的电压和频率产生影响,降低供电的可靠性,飞轮储能凭借快充快放特性并结合合理的控制策略能够很好的消除冲击性负载对电网的影响。简要介绍飞轮储能的工作模式和技术原理,重点分析直流冲击性负载和交流冲击性负载下飞轮储能系统的控制策略,并展望了基于微分反馈环节和控制成本的控制策略发展前景。     

支撑电网黑启动的风光储新能源电站协调控制策略

针对局部风光资源丰富地区大停电黑启动的方案,首先建立了风光储新能源电站黑启动控制模型,研究其支撑电网黑启动的过程,储能系统作为主电源保证黑启动过程中系统电压和频率稳定。其次,提出了一种风光机组负荷跟踪功率协调控制策略,当风光出力不足时,风光机组采用最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)算法,储能系统作为主电源负责微电网功率的平衡;当风光出力足够时,风机根据光伏出力的变化进行减载运行,有效跟踪负荷功率变化,减少储能充电功率。该控制策略不但可减少储能系统充放电转换次数提高储能系统使用寿命,还能大大降低黑启动中储能系统配置容量,提高经济效益。最后,基于DIgSILENT/PowerFactory仿真平台搭建了风光储新能源电站控制模型,仿真验证了风光储新能源电站作为电网黑启动电源的可行性和所提控制策略的有效性。     

基于防突变负载的光伏并网发电最大功率点跟踪方法与实验研究

太阳能光伏并网发电易受到电网不稳定因素影响,造成对最大功率点跟踪的误判。针对太阳能光伏并网发电过程中,电网负载变化影响光伏发电对最大功率点的跟踪问题,提出了一种能够在电网负载突变情况下的,防止最大功率点跟踪误判的方法。该方法在Boost前级电路利用扰动观察法对最大功率点判断跟踪时,通过对电网电压和频率的检测,得到电网负载变化功率,补偿到最大功率点跟踪过程,避免由电网负载变化而引起的跟踪误判现象。通过实验结果表明:改进的防误判扰动观察法能够在电网负载变化下,对跟踪方向进行有效的判断,避免跟踪误判现象的发生,与一般扰动观察法相比,该方法能够有效的提高光伏并网发电效率。