模块化多电平电池储能系统优化控制技术研究
[Abstract]:At present, more and more renewable energy is connected to power grid system. However, the generation power of new energy will change with different meteorological conditions, which has strong intermittency and random volatility. In order to supply power to the power grid stably, the energy storage system is indispensable for the power supply of renewable energy. At the same time, the integration of energy storage system into the power grid, but also to help the power system reliable power supply and stable operation. Among all kinds of energy storage methods, rechargeable battery energy storage developed earlier, its high energy density and energy conversion efficiency stand out in electrochemical energy storage. With the continuous progress of the battery manufacturing technology, the performance of the battery itself has been continuously improved, including the performance of the battery after grouping. People hope to further develop the large-scale energy storage application of the rechargeable battery, and cooperate with the independently operated wind or solar power station. As can be seen, battery energy storage has a broad development prospects. In order to reduce the construction cost of large battery energy storage system, some used batteries can be selected for energy storage system. So far, neither the battery management system nor grid-connected inverter has considered regulating the battery stack health during operation. One of the key technical problems of rechargeable battery is its charge and discharge control, because reasonable charge and discharge is the key factor to safely use the battery and prolong its life as far as possible, which requires the combination of charge and discharge control circuit. From the point of view of the choice of inverter interface between energy storage system and power grid, a voltage source inverter has become a research hotspot in recent years, that is, modularized multilevel converter (Modular Multilevel Converter, MMC),). The modular charging and discharging operation strategy, which can be controlled flexibly, is especially suitable for battery energy storage system. In addition, its redundant structure can ensure large capacity energy storage, but also maintain a relatively stable operation. In this paper, a new battery charge and discharge control strategy based on MMC is proposed. According to the power requirement of power network, the MMC modulation strategy is changed to distinguish the time scale of energy storage reserve. Thus, the service life of battery in energy storage system is prolonged to the maximum extent. The first chapter briefly introduces the research background and significance of this topic. Chapter 2: analysis and basic control strategy of modularized multilevel battery energy storage system. This paper introduces the basic structure of battery energy storage system based on MMC, including the working principle of converter, main control target and so on. Chapter 3 determines the battery parameters, the battery model and the influence factors of battery life. The common parameters and estimation of battery, battery voltage and internal resistance, battery charge state, battery health state, several main battery models, battery management system, and some problems in battery aging process are discussed. In chapter 4, the optimal control strategy of modularized multilevel battery energy storage system with multiple time scales is presented. It includes battery health balance adjustment and long time scale operation principle, battery energy management and medium term time scale operation principle, system output waveform quality control and short term (real time) control strategy. Finally, the simulation and experimental results are given. The fifth chapter summarizes the research work in this paper and looks forward to the battery life optimization in the next step of modularized multilevel battery energy storage system.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM46
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,本文编号:2409642
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