考虑超级电容器荷电状态的混合储能系统能量管理策略

发布时间：2021-04-16 08:02

　　以直流微电网为研究对象,介绍了一种混合储能系统的能量管理策略。为了降低由于负载变化引起的功率波动,优化混合储能系统的运行,提出了一种考虑超级电容器荷电状态的能量管理策略。该策略根据实测超级电容器荷电状态,采用时间常数随超级电容器荷电状态变化的低通滤波算法,将波动功率在两种储能介质之间进行分配。由蓄电池承担波动功率的低频部分,超级电容器承担其高频部分。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,并对所提出的能量管理策略进行仿真验证。结果表明,该方法能有效解决由于储能设备的过度充/放电而导致系统不能正常稳定运行的问题。 

【文章来源】：电气工程学报. 2020,15(03)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

光伏-混合储能微电网结构

dc为直流母线电容；Pdc为维持直流母线电压稳定所需要的功率；Ppv为光伏系统发出的功率；Phess为储能系统所承担的功率；Pbat为蓄电池吸收/释放的功率，Pbat>0表示蓄电池放电，Pbat<0表示蓄电池充电；Psc为超级电容器吸收/释放的功率，Psc>0表示超级电容器放电，Psc<0表示超级电容器充电；Ps为负载消耗的功率。为了发挥混合储能系统内不同储能装置的技术优势，需要将直流微电网内由于负载变化所引起的波动功率合理分配到不同储能单元，如图2所示。图2低通滤波算法图bathess11PPTs(4)schessbatPPP(5)结合式(4)和(5)，得schess1TsPPTs(6)式中，T表示低通滤波时间常数；s为微分算子。3混合储能系统能量管理3.1传统能量管理策略传统的能量管理是通过设置一个储能元件SOC

周期为2s)。表1光伏-混合储能微电网仿真参数参数数值蓄电池额定电压/V240蓄电池容量/AH400超级电容器容量/(F/m3)1直流母线电压/V700SOCsc_min0SOCsc_low0.3SOCsc_high0.7SOCsc_max0.8T00.2Td0.1表2仿真算例编号光伏输出功率/kW负载变化超级电容器初始SOC仿真1310.50仿真2310.85仿真3620.25仿真4620.78(1)仿真1为超级电容器工作在正常工作区，光伏系统在MPPT模式下运行，其输出功率为3kW。由图6～8所示，2s时超级电容器迅速提供由于负载突增引起的功率波动，而蓄电池功率变化缓慢。在4s时，由于负载突减，超级电容器迅速做出反应，吸收由于负载突减所带来的波动功率；而蓄电池平缓变化。由图6所示，在负载突增、突减的过程中，直流母线电压有小幅度跌落或上升，但均能快速恢复稳定。图6直流母线电压图7负载功率图8仿真1蓄电池与超级电容器功率(2)仿真2为蓄电池工作在正常充/放电区，超级电容器工作在充电上限区，光伏系统在MPPT模式下运行，其输出功率为3kW。负载功率变化与仿真1相同，如图7所示。由于光伏输出功率与负载功率与仿真1相同，故直流母线电压如图6所示。此时，超级电容器只能放电，禁止充电。由图7、9所示，前2s储能系统正常工作，

【参考文献】：
期刊论文
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[3]直流微电网运行控制策略[J]. 刘家赢,韩肖清,王磊,张鹏,王靖.  电网技术. 2014(09)
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本文编号：3141055