基于荷电状态均衡的直流微网复合储能控制策略研究
发布时间：2021-08-20 03:45
近年来,由于化石能源日益枯竭与环境污染问题日益加剧,以清洁能源为能量来源的微电网成为解决能源匮乏与环境污染问题的必然选择。随着配网侧直流负荷的不断增加,促使了直流微电网的出现与研究,并得到了世界各地的广泛关注。由于易受自然条件影响的分布式发电功率具有不稳定性,不利于直流微网的安全可靠运行。复合储能系统作为一种新型的调度资源,为直流微电网提供能量缓冲,是直流微网不间断供电、平抑功率波动与可靠运行地关键。本文着重研究直流微电网内的复合储能控制策略。首先,本文介绍了直流微电网的结构与组成单元,着重分析了光伏单元、锂电池、超级电容器与接口电路等各个单元的数学模型和控制原理,并对光伏单元的MPPT模式进行了仿真分析。其次,介绍了复合储能结构,分析了各种复合储能结构的优缺点,并针对本文选取的复合储能结构提出了基于直流母线电压信号（DC Bus Signal,DBS）的稳压控制策略,该控制策略可以根据直流母线电压变化的大小,自动调节储能系统充放电电流的大小,快速地维持直流母线电压稳定。为了限制储能系统的过充和过放,对母线电压变化的大小进行区间分块,提出了直流微网内的能量管理与控制策略,并针对本文所提...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
P&O法流程图
基于荷电状态均衡的直流微网复合储能控制策略研究12根据上述光伏阵列的MPPT控制控制方式，在Matlab中搭建了光伏阵列的MPPT仿真模型如图2.5所示。图2.5光伏阵列MPPT控制仿真模型光伏阵列的输出功率会随外界环境因素的变化而变化，图2.6为光伏阵列输出功率随辐照度变化的变化情况。图2.6(a)为光伏阵列辐照度由0.8kW/m2变到1kW/m2时的信号图，图2.6(b)为光伏阵列的输出功率。
第五章复合储能系统在光储直流微网中的仿真分析41由图5.2可知，蓄电池充电时，调节因子选择不同，蓄电池电流分配系数也不同。这里不再分析每张图中调节因子对电流分配系数的影响，直接可以得到的结论为：调节因子0k越小p越大，电流分配系数越校根据1与图2的曲面相似，陡度差不多，且图2略陡一些；图2最为平缓，陡度最小；图3陡度最大，会提高蓄电池SOC达到均衡的速度，但会使蓄电池过充。同理，为使蓄电池的充电电流更加平滑，选择图2中的调节因子，因此蓄电池充电时的调节因子取为:5.00k，p5。5.2复合储能充放电仿真分析本文选取2组蓄电池与1台超级电容器作为复合储能系统，为了验证本文所提控制策略的有效性，本文利用MATLAB搭建模型并进行仿真分析。为了便于分析，令光伏模块始终工作在MPPT模式。系统仿真模型如图5.3所示。系统参数为：直流母线电压dcU=50V；光伏功率为pvP=5kW；负荷功率为LoadP=5kW；超级电容器容量为C=29F；两组蓄电池的容量都为Ah221batbatCC；下垂系数k=0.3。图5.3系统仿真模型图5.2.1负载突增时复合储能放电仿真分析本文研究的主要内容为复合储能与蓄电池SOC均衡，因此，下面仿真具体分为两部分进行。1)复合储能在t=1s时，负载功率发生突变，由5kW变为7kW,而光伏阵列发出的功率一直
【参考文献】：
期刊论文
[1]国际低碳城市发展实践及启示[J]. 吴向鹏. 开发研究. 2019(05)
[2]利用储能系统实现可再生能源微电网灵活安全运行的研究综述[J]. 刘畅,卓建坤,赵东明,李水清,陈景硕,王金星,姚强. 中国电机工程学报. 2020(01)
[3]微电网示范工程综述[J]. 王彦宇,郭权利. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2019(01)
[4]海岛直流微网复合储能系统控制策略设计与实现[J]. 顾煜炯,谢典,和学豪,赵兴安,耿直,余裕璞. 电力自动化设备. 2018(06)
[5]含复合储能和燃气轮发电机的直流微电网母线电压波动分层控制策略[J]. 张继红,王洪明,魏毅立,吴振奎,杨培宏. 电工技术学报. 2018(06)
[6]多储能独立直流微电网自适应分级协调控制[J]. 米阳,纪宏澎,何星瑭,蔡杭谊,苏向敬,符杨. 中国电机工程学报. 2018(07)
[7]一种不平衡负载下直流微电网电压脉动抑制方法[J]. 朱晓荣,张雨濛,荆树志. 电工技术学报. 2018(15)
[8]基于Ⅰ-Ⅴ下垂控制的直流微电网动态特性分析与改善[J]. 王皓界,韩民晓,Josep M.Guerrero. 电工电能新技术. 2017(09)
[9]直流微网中复合储能装置的并联技术研究[J]. 陈美福,赵新,金新民,刘京斗,吴学智. 电工技术学报. 2016(S2)
[10]浅谈能源危机之核能利用[J]. 孙光兰,段龙方,董春颖. 北华航天工业学院学报. 2016(05)
硕士论文
[1]直流微电网中混合储能平抑电压波动策略研究[D]. 赵钰彬.山西大学 2019
[2]风光柴储微电网的黑启动研究[D]. 杨荣.山西大学 2019
[3]直流微电网储能变换器控制策略研究[D]. 贾立朋.山东大学 2018
[4]微电网复合储能控制策略与容量优化配置[D]. 王帅.山西大学 2017
[5]双极性直流微电网混合储能系统控制策略研究及实现[D]. 张宋杰.太原理工大学 2017
[6]直流微电网混合储能控制及系统分层协调控制策略[D]. 刘家赢.太原理工大学 2015
[7]直流微电网并网控制技术研究[D]. 何佳安.大连理工大学 2013
[8]太阳能发电的研究和应用[D]. 贾明兴.华南理工大学 2011
[9]可再生能源接入直流微网的运行控制分析[D]. 胡烈良.华南理工大学 2011
本文编号：3352745
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
P&O法流程图
基于荷电状态均衡的直流微网复合储能控制策略研究12根据上述光伏阵列的MPPT控制控制方式，在Matlab中搭建了光伏阵列的MPPT仿真模型如图2.5所示。图2.5光伏阵列MPPT控制仿真模型光伏阵列的输出功率会随外界环境因素的变化而变化，图2.6为光伏阵列输出功率随辐照度变化的变化情况。图2.6(a)为光伏阵列辐照度由0.8kW/m2变到1kW/m2时的信号图，图2.6(b)为光伏阵列的输出功率。
第五章复合储能系统在光储直流微网中的仿真分析41由图5.2可知，蓄电池充电时，调节因子选择不同，蓄电池电流分配系数也不同。这里不再分析每张图中调节因子对电流分配系数的影响，直接可以得到的结论为：调节因子0k越小p越大，电流分配系数越校根据1与图2的曲面相似，陡度差不多，且图2略陡一些；图2最为平缓，陡度最小；图3陡度最大，会提高蓄电池SOC达到均衡的速度，但会使蓄电池过充。同理，为使蓄电池的充电电流更加平滑，选择图2中的调节因子，因此蓄电池充电时的调节因子取为:5.00k，p5。5.2复合储能充放电仿真分析本文选取2组蓄电池与1台超级电容器作为复合储能系统，为了验证本文所提控制策略的有效性，本文利用MATLAB搭建模型并进行仿真分析。为了便于分析，令光伏模块始终工作在MPPT模式。系统仿真模型如图5.3所示。系统参数为：直流母线电压dcU=50V；光伏功率为pvP=5kW；负荷功率为LoadP=5kW；超级电容器容量为C=29F；两组蓄电池的容量都为Ah221batbatCC；下垂系数k=0.3。图5.3系统仿真模型图5.2.1负载突增时复合储能放电仿真分析本文研究的主要内容为复合储能与蓄电池SOC均衡，因此，下面仿真具体分为两部分进行。1)复合储能在t=1s时，负载功率发生突变，由5kW变为7kW,而光伏阵列发出的功率一直
【参考文献】：
期刊论文
[1]国际低碳城市发展实践及启示[J]. 吴向鹏. 开发研究. 2019(05)
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[3]微电网示范工程综述[J]. 王彦宇,郭权利. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2019(01)
[4]海岛直流微网复合储能系统控制策略设计与实现[J]. 顾煜炯,谢典,和学豪,赵兴安,耿直,余裕璞. 电力自动化设备. 2018(06)
[5]含复合储能和燃气轮发电机的直流微电网母线电压波动分层控制策略[J]. 张继红,王洪明,魏毅立,吴振奎,杨培宏. 电工技术学报. 2018(06)
[6]多储能独立直流微电网自适应分级协调控制[J]. 米阳,纪宏澎,何星瑭,蔡杭谊,苏向敬,符杨. 中国电机工程学报. 2018(07)
[7]一种不平衡负载下直流微电网电压脉动抑制方法[J]. 朱晓荣,张雨濛,荆树志. 电工技术学报. 2018(15)
[8]基于Ⅰ-Ⅴ下垂控制的直流微电网动态特性分析与改善[J]. 王皓界,韩民晓,Josep M.Guerrero. 电工电能新技术. 2017(09)
[9]直流微网中复合储能装置的并联技术研究[J]. 陈美福,赵新,金新民,刘京斗,吴学智. 电工技术学报. 2016(S2)
[10]浅谈能源危机之核能利用[J]. 孙光兰,段龙方,董春颖. 北华航天工业学院学报. 2016(05)
硕士论文
[1]直流微电网中混合储能平抑电压波动策略研究[D]. 赵钰彬.山西大学 2019
[2]风光柴储微电网的黑启动研究[D]. 杨荣.山西大学 2019
[3]直流微电网储能变换器控制策略研究[D]. 贾立朋.山东大学 2018
[4]微电网复合储能控制策略与容量优化配置[D]. 王帅.山西大学 2017
[5]双极性直流微电网混合储能系统控制策略研究及实现[D]. 张宋杰.太原理工大学 2017
[6]直流微电网混合储能控制及系统分层协调控制策略[D]. 刘家赢.太原理工大学 2015
[7]直流微电网并网控制技术研究[D]. 何佳安.大连理工大学 2013
[8]太阳能发电的研究和应用[D]. 贾明兴.华南理工大学 2011
[9]可再生能源接入直流微网的运行控制分析[D]. 胡烈良.华南理工大学 2011
本文编号：3352745
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