石油钻机微电网混合储能系统的协调控制策略

发布时间：2024-03-15 18:11

　　针对石油钻机复杂的地质环境易形成跳钻或溜钻现象,提出将混合储能应用于石油钻机微电网以改善电能质量。基于蓄电池和超级电容不同的储能特性,为使功率合理分配,提出一种自适应滤波常数的控制策略。该策略根据储能装置的工作状态实时修正输出功率,并设置了过充过放及最大限值保护,使储能单元运行在合理区间。仿真结果表明该策略提高了储能装置的性能,延长了储能装置的运行寿命,且增加了石油钻机微电网系统的稳定性。

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【部分图文】：

图1石油钻机直流微电网系统结构

石油钻机主流微电网混合储能系统结构如图1所示，系统由柴油发电机组、蓄电池组、超级电容器组、变换器以及负荷几部分组成。其中柴油发电机组通过AC/DC变换器连接到直流母线，从而为整个石油钻机微电网提供动力。蓄电池组和超级电容组同时作为石油钻机微电网的储能装置，如果直接接到其母线上，储....

图2混合储能系统控制框图

储能单元的能量管理是基于不同储能特性的储能装置之间如何补偿不平衡功率。如何协调2种储能装置之间的配合对于保持整个石油钻机微电网系统的稳定至关重要。储能系统的能量管理策略对运行区间、使用寿命等都有一定的影响。本文把混合储能系统的控制策略分为功率分配及调整，过充、过放协调以及功率限值....

图3储能设备SOC分区示意图

图3为储能设备SOC分区示意图。其中蓄电池以及超级电容的SOC均被划为以下5个部分。当储能设备的荷电状态满足SOCbat<0.2,SOCsc<0.15时，就无法响应下一时刻的放电请求，从而做出相应的调整。

图4混合储能系统总波动功率

仿真中对2种方案进行对比：方案1为传统的控制策略，即采用ts不变的低通滤波。方案2为本文的控制策略。图4为总波动功率PHESS的波形。图5为滤波时间常数变化波形，图6为储能系统中2种不同储能装置的功率指令。图7为采用2种方案储能装置的功率指令，图8为混合储能系统功率指令完成仿真图....

本文编号：3928671