微电网多元复合储能建模与协调控制策略研究

发布时间：2017-12-03 04:26

  本文关键词：微电网多元复合储能建模与协调控制策略研究

  更多相关文章： 微电网 复合储能 多元复合储能 自适应SOC反馈 CSMA/CD

【摘要】：微电网是融分布式发电、储能、负荷以及控制装置、保护装置为一体的新型电网,它可以与大电网连接并网运行,也可以脱网自治运行。其中,储能技术与可再生能源技术的联合运行,有效缓解了可再生能源出力的间歇性和波动性,提高了可再生能源的利用率,对微电网的安全稳定运行起到了不可或缺的作用。因此,储能技术是微电网运行控制技术研究的重点。本文以微电网中的多元复合储能为研究对象,重点研究了复合储能功率优化分配策略和多元复合储能间的协调控制策略,主要研究内容如下：首先,研究不同类型储能及储能变流器运行特性。建立蓄电池、液流电池、超级电容和飞轮四种常见电力储能的数学模型,介绍储能变流器常用拓扑结构、一般数学模型和四种基本控制方法,并提出了集成这四种控制方法的综合控制模型。接下来,将不同特性的储能结合起来组成复合储能单元,重点研究复合储能的功率优化分配策略。在传统低通滤波算法和固定SOC反馈策略的基础上,提出了基于自适应SOC反馈的功率优化分配策略。引入了自适应SOC反馈环节,根据储能实时运行状态动态调节功率型储能SOC反馈系数。储能SOC在设定值附近时,减小反馈环节的影响,维持储能输出水平；储能SOC偏离设定值较大时,增加反馈环节的影响,使得储能SOC快速恢复到安全范围。该方法可以延长能量型储能使用寿命,最大化提高复合储能整体的充放电能力。在此基础上,将研究对象扩展至三个及以上储能并联运行的多元复合储能系统,综合考虑各储能的不同类型(锂电池储能、铅酸蓄电池储能、超级电容储能)、不同性能(新旧程度不同)、不同结构(单一储能、复合储能)等因素的影响,提出了一种考虑储能寿命的多元复合储能协调控制策略,协调各储能之间的功率分配,实现微电网的功率平衡和稳定运行。搭建江西省电力科学研究院微电网仿真模型,分别在主从控制、对等控制两种方案下进行仿真分析。最后,针对江西省电力科学研究院微电网控制方案中的问题,如主从控制对通信依赖性强、对等控制易产生环流、灵活性差等,提出了一种借鉴CSMA/CD机制的多元复合储能系统协调控制策略,解决无通信情况下,含多元复合储能系统微电网的稳定控制问题。该策略提出了系统状态评估模型帮助储能单元辨识系统状态,并根据系统状态动态改变控制策略。同时,借鉴CSMA/CD竞争机制,定义各个储能单元参与系统调节的优先级,解决了传统控制中各单元无序调节产生的系统振荡等问题。通过仿真研究,验证了该策略可以实现微电网的安全、稳定、自治运行。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM46;TM761

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