分布式储能系统关键技术研究及设备研制

发布时间：2020-06-14 19:17

【摘要】：近年来,以风能、太阳能等绿色可再生能源为基础的分布式并网发电系统应用得到了世界各国的重视并呈现迅猛的发展趋势。由于此类能源形式的间歇性、不确定性,随着各类新能源发电装机容量在电力系统中占比不断提高,弃风、弃光现象越来越严重,具有源-荷灵活转换特征的电网储能技术与装备成为提高电网对新能源电力吸纳能力的重要途径。分布式储能系统可与各类新能源分布式发电系统配套或独立应用于负荷端,实现削峰填谷、调峰调频、优化电能质量等作用,是主动配电网与微电网重要的组成部分。本文以分布式电化学储能系统为对象,在国内外现有相关成果的基础上重点开展了双向变流器检测与控制技术、设备研制及系统应用方案等方面的研究,具体工作包括:第一,概括分析了铅酸蓄电池基本工作原理及充放电特性,结合铅酸蓄电池在储能系统中的应用环境,通过比较各种典型的充放电方法,明确了双向变流器实现铅酸蓄电池三段式充电控制的具体要求及相关参数选定方法。第二,全面分析了基于瞬时无功功率理论为基础的p-q、ip-iq电流检测方法及基于瞬时电压矢量定向的新型ip-iq检测法,深入研究了基于瞬时电压矢量定向的新型ip-iq检测技术在双向变流器中的具体应用方法。第三、以两电平电压型变流器瞬时电流直接控制技术为基础,通过逐一分析I型三电平变流器拓扑中各开关模式对输出电流的控制作用,提出了基于I型三电平双向变流器瞬时电流直接控制的脉宽调制电流跟踪新方法。完成了I型三电平双向变流器主电路、控制系统软硬件设计及样机研制。第四,研究设计了分布式储能应用系统架构,规划了分时电价政策下以经济收益最大化为目标的分布式储能系统优化控制策略。初步完成了分布式储能系统实验平台搭建并开展了相关功能实验。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TK02
【图文】：

储能系统,储能,削峰填谷,应用分布

将达到 1.05 亿千瓦，光热发电达 500 万千瓦，风能发电达 2.1 亿千瓦[2]。截止到 2020 年，将实现 6.8 亿千瓦的可再生能源发电[3]。可再生能源发电在发展迅速的同时，也面临并网消纳困难等一系列问题，导致弃风、弃光现象严重。经国内外学者对储能系统（储电，储热等）的研究逐渐解决这一问题。根据储能系统的功率等级与应用场合分为集中式储能与分布式储能，集中式储能主要配合光伏发电等集中式电源提高集中式发电接入电网的能力。分布式储能作为分布式电源的一种且不同于分布式电源的是它能够作为一个电源，也能够作为一个负载在配电网中发挥巨大的作用。利用分布式储能可以实现削峰填谷、调峰调频等，使分布式发电输出稳定电压，实现可再生能源的大规模并网[4]。在电力系统中发电，输电，配电，用电环节均可安装分布式储能系统，安装于输电变电站中可弥补线损，安装于配电网中可提高供电可靠性以及提高电能质量。

双向变流器,多电平,多电平变流器,电平

流型双向变换器最突出的特点是直流侧统呈现高阻抗[20]。主电路结构复杂，在功率开关回路上需的拓扑结构更为复杂，所以现在实际应型双向变流器根据输出电压结构的不同，变流器以及多电平双向变流器。两电平制策略相对成熟，但需要配合笨重的变需要增大开关频率，则会产生较高的开向变流器的拓扑结构，提出了多电平变阶近似正弦波输出电压[24-25]。多电平变型多电平变流器，飞跨电容型多电平逆平逆变器[26]。

【参考文献】