微电网中混合储能系统的控制策略研究

发布时间：2017-08-03 09:23

  本文关键词：微电网中混合储能系统的控制策略研究

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【摘要】：微电网作为一个小型发配电系统,能够将一定区域的分布式电源汇集起来,实现自我控制和管理。储能技术作为微电网中一个关键技术,在平抑可再生能源功率波动、实现电力调峰、改善电能质量、提高系统运行的稳定性和可靠性等方面起着至关重要的作用。混合储能系统综合了不同储能技术的优势,具有更好的系统特性,是储能技术的发展方向。针对蓄电池-超级电容器组成的混合储能系统在微电网中的应用,本文从容量配置和控制策略方面进行了研究分析,具体内容如下:本文首先介绍了分布式发电技术的工作原理,并建立了风电、光伏、微型燃气轮机和混合储能系统的数学模型。针对混合储能系统在独立型风光微电网中的应用,采用遗传算法对其容量配置进行了优化求解。分析了微电网的不同运行方式,分别考虑并网时功率交换的实时电价和孤岛运行时的负荷缺电量,建立起并网经济性评价指标和孤岛负荷缺电指标。针对可再生能源输出功率波动和网内供需功率的不平衡,提出了平抑功率波动和适应微电网不同运行模式的小波包-模糊控制策略,根据超级电容器和蓄电池的特性分别承担不同的平抑任务。通过MATLAB从并网和孤岛两种运行方式对控制策略进行仿真,结果表明该控制策略能够使微电网在并网运行时具有更好的经济性,同时提高了孤岛运行的可靠性。电动汽车通过充放电设施接入微电网,不仅能够就地消纳可再生能源,也能够作为可调度的储能单元参与微电网运行。本文在建立电动汽车数学模型的基础上,以微电网运行经济性和储能设备购置成本为优化目标,在并网型微电网和离网型微电网这两个不同场合下,研究电动汽车参与电网调度前后对混合储能系统的容量配置的影响。在MATLAB中使用改进的遗传算法进行求解,结果表明电动汽车作为储能单元参与微电网的运行调度,能够降低储能设备的容量需求,提高微电网运行的经济性。
【关键词】：微电网 混合储能系统 模糊控制 电动汽车 容量优化
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM727;TK02
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 微电网的研究发展现状10-11
• 1.2.2 储能技术研究发展现状11-13
• 1.2.3 混合储能系统在微电网中的应用13-14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第2章 混合储能系统模型及其容量配置16-27
• 2.1 分布式发电技术16-20
• 2.1.1 风力发电技术16-17
• 2.1.2 光伏发电技术17-19
• 2.1.3 微型燃气轮机19-20
• 2.2 混合储能系统及其等效模型20-23
• 2.2.1 蓄电池20-21
• 2.2.2 超级电容器21-22
• 2.2.3 混合储能系统充放电模型22-23
• 2.3 风光微电网中混合储能系统的容量配置23-26
• 2.3.1 容量优化函数23-24
• 2.3.2 算法选择24-25
• 2.3.3 仿真计算25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 混合储能系统的小波包-模糊控制27-37
• 3.1 微电网系统结构及运行模式27-28
• 3.2 不同运行模式下的混合储能评价指标28-29
• 3.2.1 并网运行下的评价指标28-29
• 3.2.2 孤岛运行下的评价指标29
• 3.3 混合储能系统的充放电控制策略29-32
• 3.3.1 小波包分解的应用30-31
• 3.3.2 并网/孤岛下的自适应模糊控制31-32
• 3.4 算例分析32-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 计及电动汽车的混合储能系统容量优化37-47
• 4.1 电动汽车的应用与数学模型37-40
• 4.1.1 电动汽车发展现状37-38
• 4.1.2 电动汽车充电方式介绍38-39
• 4.1.3 电动汽车数学模型39-40
• 4.2 微电网优化模型40-42
• 4.2.1 系统优化的目标函数40-41
• 4.2.2 约束条件41-42
• 4.2.3 改进的遗传算法42
• 4.3 算例分析42-46
• 4.3.1 并网运行下的容量优化43-45
• 4.3.2 离网运行下的容量优化45-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 结论与展望47-49
• 5.1 结论47-48
• 5.2 展望48-49
• 参考文献49-53
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况53-54
• 致谢54

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本文编号：613621