孤岛运行模式下微网实时能量管理策略

针对包含柴油发电机、光伏发电、储能装置以及负荷的独立微网系统,提出孤岛运行模式下微网实时能量管理策略。实时监测储能装置数据,对下一时刻储能装置能量状态进行预测,结合净负荷功率大小采用相应的调度策略。柴油发电机通常关闭作为备用电源,充当电压/频率支撑单元的储能装置不接受功率调度,通过留有一定调节裕量以自动吸纳微网内的剩余功率,非电压/频率支撑单元的储能装置接受功率指令调度参与负荷供电。当储能装置能量状态接近下限时,考虑柴油发电机计划开机时间提前将其开启,保证负荷不间断供电。柴油发电机投入运行后,建立能量优化模型。最后,通过实验验证所提策略的合理性,为孤岛运行模式下微网能量管理的实际工程应用提供指导以及参考。     

一种微网结构的能量管理策略仿真研究

介绍了微网的控制方法和能量管理策略,研究了微网能量管理控制,分析了孤网情况和并网情况下的能量管理策略,采用了PSCAD/EMTDC软件对在孤网情况下的负荷投切、负荷变化情况以及在并网条件下对各微电源输出功率发生改变时的情况进行了仿真分析,其结果验证了所提微网控制方案的有效性及可行性。     

独立海岛海水淡化直流微网能量管理策略研究

世界淡水资源不足,海水淡化已成为解决全球水资源紧缺的研究热点。针对包含风力发电机、储能系统以及海水淡化负荷的直流微网,提出了基于超短期风速预测的直流微电网实时能量管理调度策略。该控制策略分为小时前计划和实时运行两个阶段。针对小时前计划,提出了根据预测风功率及蓄电池的荷电状态确定海水淡化机组投切台数和投切方案的方法;针对实时运行阶段,提出了基于电压下垂特性的直流电压协调控制方案,在不同的运行工况下,通过蓄电池稳压、风电机组限功率运行及负荷减载,保证了直流电压的稳定。通过MATLAB/SIMULINK仿真,验证了在不同的运行工况下,所提海水淡化机组投切方案及电压协调控制策略的稳定性。     

含分布式混合储能系统的光伏直流微网能量管理策略

为了更好地管理大规模分布式光伏发电单元,将光伏直流微网划分为不同区域,且在不同区域配置了相应容量的混合储能单元与区域控制器以实现区域自治。根据各区域光伏电池输出功率与负荷功率间的关系以及储能单元荷电状态(SOC)的不同将系统分为5种运行模式,给出了不同运行模式下的能量管理策略,设计了光伏电池Boost变换器与储能双向DC/DC变换器的控制策略。最后,在Simulink中搭建了一个含多区域的光伏直流微网仿真模型。结果表明,所提方法在保证系统稳定运行的前提下,优化了各元件的出力。     

基于遗传算法的微网能量优化管理策略

本文提出了一种基于遗传算法的微网能量优化管理策略。解决了储能单元涉及多时段的复杂规划问题,将储能智能管理、经济负荷分配、运行效益优化等问题转化成为单一优化问题进行求解,降低了算法的复杂度,充分考虑到微网的运行特性,使其在保持对可再生能源充分利用的同时达到利润最大化。提出以微网内储能原件荷电状态及电压百分比作为决策变量,对不同形式分布式发电系统建立统一的约束矩阵模型,充分考虑了分布式能源发电能力的动态变化,使分布式发电系统能量管理更有效。能量管理模型对储能单元与分布式电源统一建模,将储能智能管理、经济负荷分配、运行效益优化等多目标优化问题转化成为单目标优化问题进行求解;设计了两种运行策略,实现了微网在孤立和并网两种模式下的经济运行,采用改进的遗传算法进行求解。通过一个小型微网算例验证了所提模型和算法的有效性,算例结果表明该模型实现了微网的最优运行,相关结果可用于微网的经济效益评估。     

一种微网系统孤岛运行条件下的能量管理策略

根据微网系统运行特点,分析了微网系统中分布式发电单元和储能单元孤岛运行条件下的控制策略。为保证分布式电源出力和负荷波动时微网系统中能量供需平衡及其快速动态响应特性,提出了一种分布式发电单元和蓄电池储能单元间的协同控制能量管理策略,选取光伏发电单元的直流母线电压作为储能单元切换开关和充电放电电流参考信号标量。为验证文中所提出算法,分别搭建了包括光伏发电单元和储能单元的仿真模型和实验平台,2台2kVA光伏发电单元采用对等控制作为主分布式单元,蓄电池储能单元采用PQ控制作为从发电单元,仿真和实验结果验证了文中所提算法的有效性和正确性。     

独立直流微网能量管理控制策略

在直流微网控制系统中,维持母线电压稳定以及能量的合理分配对系统可靠运行具有重要的指导意义。针对基于光伏发电的独立直流微网系统,提出一种新的能量管理控制策略,根据光伏DC/DC变换器在不同光照条件下的控制策略,利用蓄电池储能单元作为支撑,通过蓄电池充放电时不同的能量管理控制策略,维持母线电压稳定,为直流负载提供电能,其核心是使光伏电池与蓄电池储能单元协调工作,确保直流微网的高效稳定运行,最后通过实验结果验证了所提出控制策略的正确有效性。     

独立运行模式下的微网实时能量优化调度

针对独立运行模式下的微网能量管理问题,提出微网实时能量优化调度方法。该方法将作为压频控制单元的储能装置的能量状态划分为4个区间,并缩减作为压频控制单元的可控型微电源的基点运行功率范围,以确保压频控制单元有足够功率调节裕量吸纳微网内的非计划瞬时波动功率。根据实时监测到的储能装置能量状态所处的不同区间及系统净负荷功率大小,采用不同的调度策略,并引入负荷竞价策略,增加了切负荷和卸荷作为功率调节手段。提出运行调度策略,建立负荷优化分配模型与负荷可中断优化模型。该方法不仅能实现独立运行的微网可靠、经济运行,还可减小微网对储能装置的容量配置需求。通过算例验证所提出方法的有效性。     

独立光伏发电系统的能量管理控制策略研究

针对含混合储能的独立光伏发电系统的安全、稳定运行要求,提出一种新的能量管理控制策略。该控制策略在锂离子电池、超级电容分别补偿功率波动低频、高频分量的基础上,增加了锂离子电池的充放电均衡控制。低通滤波单元使得混合储能装置在快速平衡太阳能电池与负载之间的功率差值的同时平滑锂离子电池功率波动。电池均衡策略使锂离子电池单元根据荷电状态自行调节充放电速率,在运行中不断缩小电池电量之间的偏差。仿真验证了所提能量管理控制策略的有效性和可行性。     

独立微网系统优化规划设计方法综述

为提高独立微网系统的供电可靠性,可再生能源利用率,减少投资运行成本,介绍了独立微网系统的特点和优化规划的设计方法.指出独立微网系统优化规划设计中需要考虑的问题,包括独特的运行控制目标、灵活多变的分布式发电组合方案和运行策略以及不同用户对供电可靠性指标的要求等.重点讨论了独立微网系统的运行控制和高级能量管理策略、优化规划数学模型和求解方法、可靠性评估方法和改进措施等,并归纳了研究中的局限性.最后提出了独立微网系统优化规划设计研究中亟需解决的问题.     

孤岛式风光柴蓄智能微网系统的研制

为解决海岛地区用电难问题,基于微网技术,利用太阳能、风能、柴油机、蓄电池等研制开发出一套智能微电网系统。以单片机为核心进行了系统方案设计和硬件电路设计,并基于能量调度策略设计了系统运行控制程序。样机系统集成并进行了负载投切试验、稳定性试验和超负荷试验,现已投入试运行。结果表明,该微电网系统工作状况良好,整体性能稳定可靠,智能控制功能满足实际要求。     

应用于微电网的复合储能技术研究综述

在对不同储能技术运行特性进行梳理总结的基础上,从控制策略与规划配置两个方面对复合储能技术在微电网中的研究及应用现状进行了评述。首先,从内部元件构成出发,介绍了复合储能单元在微电网中的基本形态及工作原理,并分析了其相对于单一储能形式的技术经济优势。其次,分别针对复合储能系统在微电网中的三种典型应用场合,阐述了其对应的控制策略,并进一步分析了各类控制方法的优劣。最后,从微电网规划角度,对复合储能系统的容量优化配置问题进行了探讨,总结了不同研究所采用的建模思路、优化目标及约束条件,并指出了后续应进一步关注的问题。     

孤岛模式下微网能量管理系统控制策略的仿真研究

作为智能电网重要组成部分,微网的运行控制是维持其安全稳定运行的关键技术,特别当微网处于长时间孤岛运行模式时,微网能量的合理分配与系统控制的稳定性密切相关。在基于电压/频率型和功率型两类的分布式电源的微网系统,引入能量管理系统来解决孤岛状态下微网的能量平衡以及节点电压的稳定问题。分析了微网中频率、节点电压与分布式电源输出功率间的关系,研究了微网孤岛模式下的功率流动与分配问题。在此基础上提出了基于能量管理系统的微网有功功率与无功功率分配机制,并根据微网结构对有功功率分配进行了负载就近分配的优化设计。在EMTDC/PSCAD环境下对微网的孤岛运行模式进行了仿真,仿真结果表明在孤岛模式下能量管理系统能很好地完成对微网系统的运行控制与能量分配,保证系统的稳定性。     

微电网孤岛运行混合储能自适应控制策略

蓄电池/超级电容器混合储能系统综合了超级电容器高功率密度和蓄电池高能量密度的优势,是储能技术未来发展方向之一。针对平抑微电网直流母线电压波动的应用需求,研究了蓄电池/超级电容器混合储能系统,建立了微电网孤岛运行状态混合储能系统等效电路模型。为充分保证混合储能系统整体性能,提出一种主从双环结构自适应控制策略,系统依据所设置的不同开环截止频率,对母线功率波动进行自适应响应,完成上层的功率自适应调节并使之平衡。针对负载电流不易测量的问题,提出基于扩张状态观测器的方法对其进行虚拟测量。仿真分析结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。     

微电网经济优化运行研究综述

优化运行是微电网实现经济效益和环境效益的关键,而对储能系统灵活控制是实现优化运行的核．对微电网经济优化运行研究进行综述,主要讨论了动态优化中的多种目标函数及其处理方式;阐述了微电网系统和冷热电联产系统的各种约束条件;重点探讨了微电网中储能系统模型及其优化策略;分析了考虑需求侧管理的微电网经济优化运行;研究了电动汽车作为需求侧资源引入到微电网中对经济优化运行的影响;最后对未来研究进行了展．     

微电网中储能系统的集成设计与控制策略

由于光照强度与温度变化,光伏发电功率的波动导致微网系统并网侧功率发生较大波动。通过控制电池储能系统的有功功率,可以使平滑光伏电源功率波动成为可能。研究了光储联合发电系统的运行模式,提出了适用于光储联合发电系统的集成设计和控制策略,并对储能用功率转换系统进行了分析和设计;最后基于某光伏电站和负荷的实际历史运行数据,对所提出的方案进行仿真研究。仿真结果验证了光储联合发电系统控制策略的有效性,锂电池储能并网系统能够稳定地并网/离网运行,切换过渡过程平滑稳定     

微网系统中储能优化配置研究

微网中分布式电源出力的随机性和间歇性对大电网造成冲击,已经成为大电网与分布式电源的主要矛盾,而储能技术的应用是解决这个困局的有效方法之一。如何实现微网中储能优化配置是微网运行的关键问题之一。研究了微网中储能优化配置模型,讨论如何在并网和孤网下根据储能在微网中的作用来配置其容量,并阐述了微网中储能优化配置的求解方法。     

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。     

海岛智能微电网技术综述

智能微电网是分布式能源应用技术的集中体现,十分适合于海岛供能.简要介绍了海岛的供能现状,给出了海岛智能微电网的定义.分析了海岛智能微电网中分布式供能、储能以及集成技术的特点.介绍了2个典型海岛智能微电网,将智能微电网应用于海岛供能.     

微电网储能系统控制及其经济调度方法

储能系统对微电网的安全稳定运行和经济效益有重要影响。分析微电网中分布式储能系统的离网和并网控制方法;针对传统下垂控制中,线路阻抗引起的微电网系统稳定性问题,提出改进的下垂控制策略和控制结构,以减少微电网功率波动和提高运行稳定性。为实现对负荷的削峰填谷和提高储能设备运行经济性,根据分时电价,建立分布式储能系统的经济调度数学模型,在此基础上提出一种考虑分时电价的经济调度方法。结合算例验证该调度方法的经济性和实用性。