独立光柴混合微电网新的负荷频率控制研究

针对光柴混合发电的孤岛微电网,提出基于滑模控制和超级电容调节的频率控制方法。首先,建立光伏系统、超级电容和柴油发电机系统的数学模型;其次,设计滑模控制器来调节柴油机发电机的有功输出功率,减小由于光伏输出功率波动和微网中不断变化的负荷而产生的频率偏差;最后增加超级电容储能设备控制微网的频率偏差。仿真结果表明,与传统的柴油发电机速度控制策略相比,提出的方法不仅实现了光伏系统的最大输出功率控制,而且有效的减少了孤岛微网的频率偏差。     

电化学超级电容器研究进展

电化学超级电容器是近年来发展的一种新型能量储存装置。根据储能原理有双电层电容器和法拉第准电容器两种类型。介绍了其原理、应用及研究进展,并阐述了以碳材料、金属氧化物和导电聚合物为电极材料的电化学超级电容器以及混合类型电容器的基本情况。     

电梯用超级电容器节能与应急平层装置的研究*

介绍电梯用超级电容器节能装置的组成,给出其节能的基本原理以及本项目研究的关键技术和项目创新点。运用零电流谐振式DC-DC转换器以及动态均衡电路提高电能回收效率和延长超级电容器的使用寿命。通过试验得出结论,利用超级电容快速存储电能的特性实现电梯的安全运行与节能降耗。同时利用超级电容取代传统应急平层装置的蓄电池,开发了一种全新的应急平层装置,进一步提高了电梯节能的效果。     

卷扬机能量回收系统设计与仿真

起重机作为工程机械的典型,其最主要动力组成是卷扬机系统,因此设计了一个以超级电容为储能单元的混合动力控制系统.借助Matlab/Simulink仿真软件对所设计的混合动力控制系统进行仿真,并模拟起重机下放重量时产生的再生制动能量的回收过程.结果表明:以超级电容为储能单元的混合动力驱动单元适用于以卷扬机为动力系统的起重工程机械;超级电容能够回收一定的能量,起到节能作用.     

应用于混合储能的组合级联式多端口变流器拓扑结构研究

针对光伏等可再生能源发电的间歇性和功率波动问题,提出一种新型的用于混合储能的组合级联式隔离型多端口变流器拓扑结构及其控制策略。该装置由蓄电池组、超级电容器组、多端口隔离半桥DC/DC变换器和级联式H桥DC/AC变换器组合而成。首先对该拓扑的工作原理进行了分析;然后结合相应的控制策略,通过滑动平均滤波算法将外界给定目标功率指令在各储能单元之间进行合理分配,并在PLECS上搭建了基于该装置的光伏电站并网模型进行仿真;最后,结合仿真结果和实际工程案例对该装置可带来的经济效益进行了定量分析。结果表明,所提出的混合储能拓扑结构可有效结合超级电容器功率密度高、响应速度快,和蓄电池能量密度高、适用于平抑长周期缓慢功率波动的特点,提高了间歇式电源并网运行的电能质量和可调度性,同时避免了蓄电池频繁充放电,显著延长了电池使用寿命。该装置可用于基于蓄电池-超级电容器混合储能(BSHES)的大功率储能电站,实现平滑可再生能源发电输出功率波动和微电网中的调频调压功能,模块集成度高,可实现模块化生产,具有广阔的应用前景。     

基于超级电容储能的微型燃气轮机发电系统功率平衡控制

针对传统微型燃气轮机(简称微燃机)发电系统微电网运行时存在的冲击性负载问题,从其工作机理角度分析,发现根源在于微燃机输出功率调节响应较慢。为了弥补微燃机输出瞬时功率的不足,提出了冲击补偿的瞬时功率快速控制方法。通过微燃机发电机组自身功率响应预测进行瞬时补偿功率控制,基于超级电容储能单元的高功率动态响应弥补微燃机输出功率动态响应低的问题,使系统实时处于瞬时功率平衡状态,保证直流母线电压的平稳,增强微燃机发电系统对冲击性负载的适应能力。最后在实验平台上对所提控制策略的正确性和可行性进行了验证。     

串联超级电容器的均压策略研究

电压不均衡是制约超级电容串联应用的重要因素。文章对现有的超级电容电压均衡方法进行了简要讨论,提出了一种带隔离变压器的Cuk变换器动态均衡方法,并给出了相应的控制策略。利用PSIM软件对其均压性能和效果进行了仿真分析。仿真结果表明该动态均压电路均衡速度快、均衡性能好,对由于不同因素造成的电压不均衡都具有良好的均压效果。     

分布式新能源发电中储能系统能量管理

本文对蓄电池和超级电容组成储能系统的能量管理进行研究,根据两种储能装置的特点和剩余容量以及分布式发电系统的状态,将储能系统的工作模式分类,并对每种工作模式采用不同的控制策略,发挥蓄电池和超级电容自身的优点,保证系统内部的功率平衡,减小风能、太阳能等新能源发电系统功率波动对外部电网的冲击,并实现孤岛运行。最后通过分布式新能源发电系统仿真和实验平台对控制策略进行了验证。     

基于混合静止能量的虚拟转动惯量控制技术

首先在频率动态变化过程中,建立蓄电池的电池储能、超级电容器的电容储能与同步发电机的机械动能间的能量转换关系,阐述源于2种静止能量的混合储能系统的虚拟转动惯量的定义。其次,根据蓄电池和超级电容器的充放电特性,利用2种储能单元间的功率协同调节,提出含电池储能与电容储能的虚拟转动惯量的控制策略。该控制策略通过监测系统频率波动,根据2类储能元件的功率调节特性及荷电状态,协同调用2种静止能量,以模拟同步发电机组的惯性响应。最后,通过搭建含混合储能的光伏微电网仿真系统,验证了所提控制策略能够充分利用混合储能设备中存储的静止能量快速虚拟出惯性响应,显著改善系统频率的稳定性。     

石油钻机微电网混合储能系统的协调控制策略

针对石油钻机复杂的地质环境易形成跳钻或溜钻现象,提出将混合储能应用于石油钻机微电网以改善电能质量。基于蓄电池和超级电容不同的储能特性,为使功率合理分配,提出一种自适应滤波常数的控制策略。该策略根据储能装置的工作状态实时修正输出功率,并设置了过充过放及最大限值保护,使储能单元运行在合理区间。仿真结果表明该策略提高了储能装置的性能,延长了储能装置的运行寿命,且增加了石油钻机微电网系统的稳定性。