磷酸铁锂电池在离网光伏通信基站供电系统的应用研究

针对离网光伏通信基站供电系统,阐述了磷酸铁锂电池和铅酸蓄电池分别作为该供电系统的储能电池时的放电特性及应用情况。自建了一套离网光伏通信基站供电系统的演示应用系统并进行实测,分析了2种储能电池放电特性的差异,提出了光伏控制器差异化的充放电策略,为采用磷酸铁锂电池的离网光伏通信基站供电系统提供了系统控制策略的优化依据。     

一种双模式的储能变流器样机研制

随着电力系统中分布式发电及微电网技术的广泛应用,传统的储能变流器无法满足需求。针对储能变流器进行研究,获得一级拓扑变换双模式储能变流器的主电路拓扑结构,同时具备并网运行以及离网运行功能,确定了并网/离网模式转换策略及控制策略。以数字信号处理器(TMS320F2812DSP)作为核心控制芯片,研制了一台功率为20kW储能变流器样机。结果表明,该储能变流器动态响应快、充放电电流谐波小、并网/离网模式转换时间短,具有较好推广价值。     

计及混合储能荷电状态的光伏直流微网功率分配策略

针对光伏直流微电网中光伏出力和负荷投切产生的功率波动,将锂电池和超级电容器构成的混合储能系统（hybrid energy storage system,HESS）运用在直流微网中可以平抑系统功率波动和稳定直流母线电压。在考虑超级电容荷电状态（SOC）的二次功率分配的基础上,提出一种基于光伏单元,混合储能系统和负荷三者协调运行的控制模式。根据光伏电池出力情况和负载消耗功率的关系以及各储能单元间SOC的不同,将光伏直流微电网分为4种运行模式,实时调节各储能单元的出力情况,使系统各微源间的功率达到动态平衡。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了一个含混合储能系统的光伏直流微网仿真模型,结果表明所提控制策略既能稳定运行在各种工作模式,又能保证直流微网系统稳定可靠运行的前提下优化各微源间的出力,验证了该控制策略的有效性和准确性。     

基于电池储能和Crowbar的风力发电机低电压穿越控制的研究

文章提出一种基于电池储能和Crowbar协调控制提高DFIG的LVRT能力的策略。在系统电压小幅跌落时,电池储能系统,通过PQ解耦PI控制,适当调节交流侧输出电压幅值和相位,以提供满足系统电压稳定的无功功率;当系统电压大幅跌落时,电池储能协同Crowbar电路的投切控制,及时卸荷多余能量并保护变流器,保证DFIG在故障期间不脱网运行。在PSCAD/EMTDC平台对本文提出的控制策略进行仿真,结果表明本文的控制策略能在系统电压在大幅深度跌落情况下,使DFIG具备LVRT能力。     

基于SOC均衡的分布式电池储能系统协同控制策略

研究分布式电池储能系统的优化控制方法以及电池荷电状态（SOC）均衡策略,提出基于SOC均衡的协同控制策略。利用多智能体系统（MAS）理论,实现电池储能系统的协同控制,并采用多智能体分布式算法,实现功率指令的自适应分配,进而实现SOC动态均衡。针对传统多智能体算法收敛速度较慢的问题,提出一种基于模型预测控制（MPC）的分布式算法,利用MPC对传统多智能体算法进行优化,提高收敛速度。最后利用实际储能功率数据进行仿真,验证了所提策略的有效性和算法在收敛速度上的优势。     

基于分层控制的孤岛微电网储能优化控制策略

针对直流微网在储能控制策略中所采用的传统下垂控制方法,存在功率输出不均、母线电压跌落等问题,提出了微电网在孤岛模式下储能装置稳定直流母线和负荷恒功率运行的分层控制策略,将微电网优化控制过程分为两层:一级控制层下的储能作为微电网主要能量分配的装置,提出了基于双闭环的下垂控制策略,将储能电池变换器通过P-f、Q-u进行双层...     

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...     

10 kW/20 kWh锂电池能量管理系统的设计与实现

设计10 kW/20 kWh锂电池能量管理系统,该系统由储能管理单元(energy storage manage unit,ESMU)和电池管理单元(battery manage unit,BMU)2部分组成,其中ESMU可实现对电池储能系统(battery energy storage sys-tem,BESS)的充放电控制、状态监测与数据管理分析,BMU依据电池电压、温度等信息对电池进行均压控制及实时保护,2个子系统的协调运行可实现对储能系统充放电控制的安全动态管理。通过实验验证10 kW/20 kWh锂电池能量管理系统工作的有效性,从而为大规模锂电池储能系统的工程应用奠定基础。     

国内可再生能源新闻

综合类融科储能全钒液流储能电池系统成功并网运行大连融科储能技术发展有限公司(以下称融科储能)提供的200kW/800kWh全钒液流储能电池系统,日前通过金风科技公司验收,接入可再生能源智能微网成功并网运行。该套系统具有自动化监控、精确在线容量监测、智能化运行等特点,与能量转换系统(PCS)、微网监控系统配合,可实现微网系统并网/孤网智能化运行,平抑新能源发电的不连续、不稳定特性,提高供电的稳定可靠性、改善电能     

蓄电池储能

正蓄电池储能是根据所使用化学物质的不同,可以分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、钠硫电池等。铅酸电池具有技术成熟,可制成大容量存储系统,单位能量成本和系统成本低,安全可靠和再利用性好等特点,也是目前最实用的储能系统,已在小型风力发电、光伏发电系统以及中小型分布式发电系统中获得广泛应用。     

微网中光伏发电系统的储能控制研究

利用可再生能源（如太阳能和风能）的分布式发电,其输出是典型的不稳定,这些不稳定的输出对现有的电力系统产生负面影响。为了减少负面影响,需要控制在微网中的各个分布式电源的输出。设计了一种基于蓄电池储能的并网光伏发电系统结构,结合功率流动的控制策略介绍了各部分的运行原理,对系统能流模型进行了详细分析,根据电池的特性设计了充放电的控制策略。在PSCAD平台下对设计的模型进行仿真,通过在不同能流模型下控制策略仿真分析,验证所提出储能方案的正确合理性,对功率平衡起到很好的调节作用。     

Lifetime prediction and sizing of lead-acid batteries for microgeneration storage applications

Existing models of microgeneration systems with integrated lead-acid battery storage are combined with a battery lifetime algorithm to evaluate and predict suitable sized lead-acid battery storage for onsite energy capture. Three onsite generation portfolios are considered: rooftop photovoltaic (2.5 kW), micro-wind turbine (1.5 kW) and micro combined heat and power (1 kW). With no embedded energy storage, the dwelling exports energy when the microgeneration system generates excess power leading to a high level of generated export throughout the year. The impact that the size of installed battery has on the proportion of the generated export that is reserved onsite, along with the annual energy discharged per year by the energy store is assessed. In addition, the lifetime algorithm is utilised to predict corresponding lifetimes for the different scenarios of onsite generation and storage size, with design tables developed for expected cost and weight of batteries given a predicted generated export and lifetime specification. The results can be used to indicate optimum size batteries for using storage with onsite generation for domestic applications. The model facilitates the choice of battery size to meet a particular criteria, whether that be optimising size, cost and lifetime, reducing grid export or attempting to be self-sufficient. Suitable battery sizes are found to have lifetimes of 2-4 years for high production microgeneration scenarios. However, this is also found to be highly variable, depending on chosen microgeneration scenario and battery size.     

光伏电力混合储能系统的能量管理策略研究

文章提出了一种光伏电力混合储能系统的能量管理控制策略,主要应用于含有光伏电源(Photovoltaic,PV)、电池能量存储(Battery Energy Storage, BES)和交流负载的发电网络系统中。该策略能够充分利用电力系统中组合架构之间的连接关系,有效缓解了目前电网中BES系统存在的过充电、欠充电等问题,并将充放电电流控制在一个相对稳定的范围内,延长了电池的使用寿命。分别在含有传统铅酸和锂离子电池的混合能量系统中使用6 kVA电源转换器进行实验,结果证明了所提出的能量管理策略的正确性和有效性。     

风光互补系统多阶段充电控制策略研究

随着风光互补发电技术的发展,储能单元已成为风光互补发电系统的重要组成部分,储能单元的优劣将直接影响到系统的整体性能.针对风光互补发电系统自身的特点,提出了基于风光互补发电系统的铅酸蓄电池多阶段充电控制策略.通过对不同阶段充电控制策略的控制调节,可以使蓄电池在环境发生变化时仍然可以得到合理有效的充电效果;通过合理的转换和控制电路使风能与太阳能资源得到最大限度的存储与利用;通过系统仿真与实验验证了蓄电池多阶段充电控制策略的合理性与可实施性.     

基于动态运行策略的太阳能分布式供能系统设计运行联合优化

提出将光伏剩余电量按照可变比例分配给储能电池及市政电网的动态运行策略,建立基于该策略的并网太阳能分布式供能系统设计运行联合优化模型,在不同分时电价下基于遗传算法对模型寻优,并将动态运行策略与对照运行策略（剩余电量优先并网或优先分配储能电池）下的系统运行结果进行比较分析。以陕西某乡村典型民居建筑为例进行分析,结果表明：1）分时电价的峰谷价差较大时,动态运行策略可有效降低太阳能分布式供能系统成本;2）分时电价的峰谷价差对于动态运行策略下储能电池的容量配置具有较大影响：峰谷价差越大,储能电池的配置容量越大;3）光伏度电补贴对3种运行策略下的系统成本影响程度为：动态运行策略>策略B（剩余电量优先分配储能电池）>策略A（剩余电量优先并网）。     

胶体电池在光伏系统中的适用性分析

根据储能用胶体电解液式铅酸蓄电池的性能特点,结合光伏发电系统的实际应用情况,从环境适应能力、荷电保持能力、抗欠充电能力、容量一致性、安全环保等方面分析了胶体电解液式铅酸蓄电池在光伏发电系统中的应用性能,并通过实际应用案例,分析并得出胶体铅蓄电池是光伏系统储能用电池理想选择的结论,同时为胶体铅酸蓄电池在光伏系统中的应用指出了进一步研究的方向。     

Control design for an autonomous wind based hydrogen production system

This paper presents a complete control scheme to efficiently manage the operation of an autonomous wind based hydrogen production system. This system comprises a wind energy generation module based on a multipolar permanent magnet synchronous generator, a lead-acid battery bank as short term energy storage and an alkaline von Hoerner electrolyzer. The control is developed in two hierarchical levels. The higher control level or supervisor control determines the general operation strategy for the whole system according to the wind conditions and the state of charge of the battery bank. On the other hand, the lower control level includes the individual controllers that regulate the respective module operation assuming the set-points determined by the supervisor control. These last controllers are approached using second-order super-twisting sliding mode techniques. The performance of the closed-loop system is assessed through representative computer simulations.     

基于二阶滤波的混合储能系统能量管理控制策略

针对由超级电容器与蓄电池储能构成的混合储能系统,提出一种基于改进型二阶滤波功率分配的荷电状态（state of charge,SOC）恢复控制策略。首先,分析传统一阶低通滤波算法的功率分配过程,构造具有功率误差反馈环的二阶滤波传递函数,消除传统一阶低通滤波器在响应高频功率指令时的积分作用,改善混合储能系统对目标功率指令的跟踪控制效果。然后,以归一化后的混合储能系统SOC为控制指标,制定滤波时间常数新型调整规则,动态优化混合储能系统功率分配指令。仿真结果表明,该控制策略可有效平抑风电并网功率波动,最大化利用超级电容储能可用容量,同时延长蓄电池使用寿命。     

基于动态阻抗匹配控制下的光伏冷库性能研究

为确保光伏制冷的运行性能,该文针对离网型光伏冷库采用动态等效阻抗匹配的控制策略,通过阻抗变换器进行脉宽调制输出不同占空比,使光伏发电输出与负载相匹配,构建光伏最大功率点等效阻抗与温度、辐照度和标准测试条件下最大功率点等效阻抗之间的数学模型.基于所提的控制方法,搭建一套5.4 kW的分布式光伏直驱冷库实验系统,研究表明,...     

基于改进粒子群算法的混合储能独立调频的容量优化研究

新能源与可再生能源在“3060双碳”战略目标下深入构建清洁能源体系,针对储能以独立主体向电网提供调频辅助服务以应对间歇性和随机性功率波动的优化问题,提出飞轮和锂电池混合储能的容量配置策略。首先,以考虑调频里程的储能经济效益最大化建立数学模型;然后采用自适应噪声完备集合经验模态分解将调频指令分解为高频需求和低频需求;最后构建算例,在不同分频参数下嵌入混合储能的充放电功率控制和荷电状态约束,并运用反向搜索前期寻优和变异交叉策略后期寻优的改进粒子群算法求解。结果表明,该方法求解得到的配置方案有效提升了混合储能整体的经济性和安全性。