分布式储能系统协调控制技术

发布时间：2017-08-23 03:39

  本文关键词：分布式储能系统协调控制技术

  更多相关文章： 可再生能源 混合储能 双向DC/DC直流变换器 集中分散控制二次滤波 荷电状态SOC

【摘要】：随着经济快速发展,能源分布与供应,消费与环保的矛盾日趋突出。为保护生态环境,改善雾霾,国家大力倡导发展清洁能源,而伴随着清洁能源开发利用规模的扩大,清洁能源电力并网难问题不断显现。为改善并网的种种弊端,人们已将视角转向储能技术,使储能技术由科研试验向推广应用发展。从技术层面看,储能技术已成为分布式发电供电系统集成技术的核心,也是分布式发电大规模工业化应用的关键。在清洁能源发电比重不断加大的状况下,只有通过分布式发电以配合储能系统接入大电网,才能最大限度发挥分布式发电的效能,因而储能发展将被寄予厚望。本文首先对国内外储能技术的发展现状进行简要综述和概括并对目前最常使用的储能介质有基本的研究。针对目前可再生能源发展所面临的问题,研究了直流侧储能变换装置双向DC/DC,对其拓扑和工作原理进行理论分析,结合实验室H桥的直流侧母线电压的需求进行仿真验证,实验证明了双向DC/DC储能变换器能够很好的实现功率的双向流动。针对风电场的功率不平衡带来的低电压穿越等问题,利用双向DC/DC配合储能介质,改善其功率波动的程度。对比分析了单电池储能系统控制策略和超级电容、蓄电池混合储能系统的改进控制策略。实验验证了混合储能系统的优势,改善了电池的使用工况。最后根据储能目前的分散控制方式和集中控制方式的结构提出一种基于分散-集中控制二次滤波的控制策略。此策略充分利用了超级电容和蓄电池在功能上的互补性,并对可再生能源波动功率进行二次滤波,使得不平衡入网功率更加平滑。基于这种控制策略,计及储能介质的实时荷电状态SOC,在线调节储能介质的功率出力,以满足储能系统最优工作条件。
【关键词】：可再生能源 混合储能 双向DC/DC直流变换器 集中分散控制二次滤波 荷电状态SOC
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614;TM46
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-21
• 1.1 本课题的研究背景16
• 1.2 储能技术在可再生能源领域的应用现况16-18
• 1.3 国内外储能技术研究现状及本文的主要工作18-21
• 1.3.1 国内外储能技术研究现状18-20
• 1.3.2 本文的主要研究工作20-21
• 第二章 常规储能技术对比及储能电站建模21-31
• 2.1 概述21
• 2.2 常规储能技术简介21-22
• 2.3 电池及超级电容模型分析22-25
• 2.3.1 电池模型分析22-23
• 2.3.2 超级电容模型分析23-25
• 2.4 储能电站25-30
• 2.4.1 储能电站模型25-26
• 2.4.2 储能电站参量及指标26-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 直流侧双向储能装置及其应用于消纳风电波动的仿真研究31-52
• 3.1 概述31
• 3.2 双向DC/DC变换器的几种常见拓扑31-38
• 3.2.1 双向半桥DC/DC变换器的工作原理35-36
• 3.2.2 双向DC/DC的控制方式36-38
• 3.3 双向DC/DC变换器的参数设计38-40
• 3.4 双向DC/DC变换器的系统仿真40-42
• 3.5 消纳风电不平衡功率的储能控制系统研究42-51
• 3.5.1 风力发电特性分析42-44
• 3.5.2 基于直流储能变换器的风电平抑策略44-51
• 3.6 本章小结51-52
• 第四章 基于分散集中控制的风电功率二次滤波平滑策略52-63
• 4.1 概述52
• 4.2 储能系统的分散控制和集中控制52-54
• 4.3 基于分散-集中控制的风电功率二次滤波平滑策略54-61
• 4.3.1 储能介质充放电的约束条件54-55
• 4.3.2 储能系统的控制策略55-57
• 4.3.3 功率调节策略及优化目标57-59
• 4.3.4 算例分析59-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 混合储能功率调节系统实验研究63-71
• 5.1 面向可再生能源发电混合储能系统实验平台结构63
• 5.2 实验平台概述63-64
• 5.3 系统通讯设计64-66
• 5.3.1 系统通讯网络结构64-65
• 5.3.2 CAN通信规约65
• 5.3.3 CAN通信中PCS网络数据流65-66
• 5.3.4 CAN通信BESM网络数据流66
• 5.4 混合储能系统配合可再生能源并网协调运行66-70
• 5.4.1 储能系统的调度运行控制67-68
• 5.4.2 储能系统平滑光伏电站输出功率波动控制68-70
• 5.5 本章小结70-71
• 第六章 结论与展望71-73
• 6.1 本文工作总结71
• 6.2 未来工作的展望71-73
• 参考文献73-77
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况77

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