基于SoC均衡控制的直流微电网储能系统研究

发布时间：2023-12-07 20:18

　　分布式发电系统能够有效利用可再生能源,是实现“绿色地球”目标的重要措施,而微电网作为一种融合分布式发电、负荷单元、储能系统及接口变换器的小型电力系统,得到了广泛关注。但可再生能源发电过程间歇和波动的特性不利于微电网的安全可靠运行。储能系统的加入可以平抑微电网的功率波动、提高微电网的供电质量,同时在公共交流电网出现故障时能够保证微电网内部的不间断供电。本文重点研究直流微电网储能系统控制策略。首先,介绍了直流微电网的基本组成结构,然后对各模块单元进行逐一分析。具体包括对光伏单元接口Boost变换器及储能单元接口双向DC/DC变换器进行建模及控制分析,利用建立的小信号模型对变换器进行了补偿器的设计,保证各变换器能够稳定工作。针对双向DC/DC变换器功率双向流动的特点,采用互补PWM调制方式及电压电流双闭环的控制方法,设计了一套控制参数控制双向DC/DC变换器工作在不同状态,简化了控制器的设计,并通过仿真软件对控制方法进行了仿真验证。其次,分析了直流微电网的下垂控制方法,提出了基于荷电状态(State of Charge,SoC)均衡的改进下垂控制策略。该方法针对分布式储能系统中各储能单元So...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 直流微电网储能系统研究现状
        1.2.1 微网系统的储能技术
        1.2.2 储能双向变换器
        1.2.3 荷电状态均衡研究
    1.3 本文主要研究内容
第二章 直流微电网储能系统单元模型及控制
    2.1 直流微电网架构
    2.2 光伏单元接口模型及控制
        2.2.1 光伏单元接口Boost变换器
        2.2.2 光伏单元接口变换器控制策略
    2.3 储能单元(ESU)接口模型及控制
        2.3.1 ESU接口变换器工作原理
        2.3.2 ESU接口变换器PWM控制方式
        2.3.3 ESU接口变换器控制策略
        2.3.4 ESU接口调节器设计
    2.4 仿真结果与分析
        2.4.1 光伏接口变换器仿真与分析
        2.4.2 ESU充放电仿真与分析
    2.5 本章小结
第三章 基于SoC均衡的改进下垂控制策略研究
    3.1 传统下垂控制分析
    3.2 基于SoC均衡改进下垂控制
        3.2.1 SoC定义及估算
        3.2.2 储能单元放电过程控制
        3.2.3 储能单元充电过程控制
        3.2.4 控制系统参数选取原则
    3.3 直流母线电压补偿控制
    3.4 仿真结果及分析
        3.4.1 电池组放电过程仿真分析
        3.4.2 电池组充电过程仿真分析
        3.4.3 储能单元切除仿真分析
        3.4.4 母线电压补偿仿真分析
    3.5 本章小结
第四章 直流微电网储能系统平台设计及实验验证
    4.1 微网系统实验平台结构
    4.2 微网系统控制系统设计
        4.2.1 微网系统硬件设计
        4.2.2 微网系统样机制作
        4.2.3 微网系统软件设计
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 光伏发电单元实验分析
        4.3.2 ESU充放电切换实验分析
        4.3.3 ESU放电过程实验分析
        4.3.4 ESU充电过程实验分析
        4.3.5 ESU切除实验分析
        4.3.6 母线电压补偿实验分析
    4.4 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文内容总结
    5.2 下一步工作与展望
参考文献
插图列表
表格列表
在学研究成果
致谢



本文编号：3871011