平抑风电功率波动的双配置混合储能系统控制策略

风电功率具有波动性,不利于电力系统正常运行,因此构建了由两组超级电容器和两组蓄电池组成的双配置混合储能系统,用以平抑波动。两组超级电容器根据实时荷电状态交替补偿高频正、负功率波动,分别处于充、放电状态;当任意一组达到荷电状态上限约束值或下限约束值,则同时切换两组超级电容器的充放电状态,保证其处于不同的工作状态。两组蓄电池采用同样的控制策略,用于补偿低频正、负功率波动。最后,对某风电场历史数据进行仿真分析,结果表明,该方案可有效提高储能装置利用效率,降低其容量配置;并且大幅度降低了储能装置充放电切换次数,提高了循环使用寿命。     

压缩空气与超级电容混合储能系统能量控制策略

结合压缩空气储能和超级电容储能两种储能方式的特点,提出了一种混合储能技术方案.压缩空气储能作为主要能量存储环节,实现大容量存储和持续的能量转化;超级电容储能作为辅助储能环节,实现功率快速响应和间断的能量补充.本文研究了混合储能系统的能量管理控制策略,提出了采用自适应功率调节和规则基础法控制来实现能量分配管理的策略,设计了15 kW混合储能系统的参数.仿真和试验验证了控制方案的可行性.     

平抑风光功率波动的混合储能功率分配策略

为保证微电网可靠并网,针对风光随机出力引起的有功功率波动问题,利用混合储能系统(HESS)进行有效平抑。为充分发挥不同类型储能的特性,实现HESS功率的精确分配,提出一种基于WOA-VMD双层分解的混合储能功率分配策略。采用移动平均算法确定并网功率和HESS所需平抑的波动功率,并利用WOA-VMD分解风光波动功率。考虑到VMD分解余量可能含有丰富信息,再对余量进一步分解,完成HESS的初级功率分配。采用模糊控制优化储能设备的荷电状态(SOC),完成HESS功率的二次修正。算例分析表明,文中所提策略能够对风光波动功率进行自适应分解,实现HESS功率的合理分配,有效平抑风光功率波动,保证微电网可靠并网;并且维持储能SOC处于理想范围,避免储能设备过度充放电,确保HESS安全稳定运行。     

一种改进的船载混合储能系统分布式协同控制策略

为提高双电型船舶直流推进系统的电能质量和稳定性,设计一种改进的由超级电容和蓄电池组成的船载混合储能系统分布式协同控制策略：蓄电池和超级电容分别用比例下垂和积分下垂控制,以实现高低频功率分配;每个蓄电池配备一个本地分布式补偿器,使多个并联蓄电池之间实现自主功率分配和荷电状态(SoC)均衡;同时,利用直流母线电压二次调节,实现直流母线电压的自主恢复,并且将其与积分下垂控制结合,实现超级电容的SoC快恢复;最终,建立了船载混合储能系统的通用数学模型,并利用该模型进行了动态分析,从理论上验证了该系统的蓄电池SoC动态均衡、超级电容SoC快速恢复、自主功率分配和直流母线电压自主恢复等多个功能的有效性。硬件在环实验结果和理论分析一致,有效证明了该系统的多功能特性。     

电池储能跟踪发电计划及平抑风电波动的多目标优化控制

针对风电并网问题,综合考虑并网发电误差、时段功率波动和电池荷电状态,提出了一种电池储能补偿发电计划曲线误差及平抑风功率波动的多目标优化控制策略.首先,通过分析风储联合发电特性,建立包含多项考核指标的评价体系,并构建电池储能系统输出功率的多目标优化控制模型;然后,结合NSGA-Ⅱ智能优化算法及模糊综合评价方法对多目标优化控制模型进行求解和决策,实时优化电池储能系统的输出功率指令;最后,基于某风电站的实测发电数据进行对比仿真,验证所提出的多目标优化控制策略能够在有效提高跟踪发电计划曲线的能力、降低风功率频繁波动的前提下,通过优化电池储能系统有功出力及荷电状态来延长储能电池的使用寿命.     

混合储能的太阳能LED路灯电源系统设计

针对普通铅酸蓄电池太阳能LED路灯储能系统使用寿命短的问题,提出了一种解决储能系统使用寿命短的新方法:利用磷酸铁锂电池进行储能、超级电容滞环电压比较法对蓄电池充放电过程进行控制.对磷酸铁锂电池太阳能LED路灯控制部分进行了仿真,结果表明:该方法能够在弱光及光强不稳定情况下将扰动信号能量储存在超级电容中,对蓄电池进行充电,有效提高了路灯系统的能量利用率及使用寿命.     

基于多目标协调的混合储能功率自适应分配方法

混合储能具有良好的功率可控特性,在孤岛微网中常被用作功率缓冲器,补偿分布式电源和负荷多变的功率潮流.围绕储能的功率响应问题,本文设计了混合储能的功率控制方案,并提出了一种基于多目标协调的子单元功率自适应分配方法.首先基于对母线功率供求平衡关系的分析,设计了主从并联型储能功率控制方案.其次利用积分器的“时空调零”特性,实现了子单元的功率自主分配;基于此,考虑了不同荷电状态（SOC）下储能最大充放电功率的差异,设计了子单元的SOC分层管理和多目标功率协调策略.仿真结果表明,所提策略实现的功率分配效果满足子单元的功率响应特性;随着超级电容SOCscn偏移加深,所提策略对SOCscn的优化能力越强,初始SOCscn为97%时能提高10.10%的优化性能,这保障了超级电容作为电压源的功率输出能力;所提策略降低了超级电容常态下的蓄电池的输出深度,蓄电池的最大功率深度降低了46.70%,这提高了蓄电池的使用寿命.     

基于荷电状态预测反馈的混合储能系统控制方法设计

风力发电系统输出功率的波动性和随机性会对风电并网产生许多不利影响,在风力发电系统中配备一定容量的储能装置,可以有效地平抑风电功率的波动。提出利用电池储能和超级电容组成的混合储能系统,分别补偿低频和高频分量。针对电池储能系统提出了荷电状态反馈控制策略,在电池储能系统因反馈控制功率受限时,再由超级电容进行二次出力补偿。所提出的控制方法在一定程度上弥补了储能设备单独使用时的不足;并且在补偿过程中考虑电网调度的需求。最后,通过仿真验证了所述方法的有效性。     

基于超导磁储能装置的风电并网功率控制研究

风电系统输出功率的波动性和间歇性作为制约风电系统大规模并网的关键因素,给电网带来的不利影响越来越受到重视。为了提高风电系统并网功率的稳定性,本文对基于超导磁储能装置的风电并网功率控制做了研究。首先在理论上抽象描绘出风电并网系统的结构图,其次阐述超导磁储能装置抑制风电并网系统功率波动和震荡的原理,最后利用仿真软件matlab/simulink对风电并网系统进行了仿真分析,验证了采用超导磁储能装置稳定风电并网功率的正确性。     

用于提高电网中风电渗透率的混合储能容量优化分析

为提升电网中风电渗透率,通过提出由电池、超级电容器和抽水蓄能构成的混合储能系统,构建缓和风电并网时不稳定性的双层容量优化模型。首先,提出了风电典型场景和极端场景的提取方案,获得充分逼近原风电出力场景的场景集合。然后,使用小波包分析法,配置电池和超级电容器的容量用来平抑风电功率波动,并在电力系统中利用抽水蓄能进行削峰填谷,建立双层混合储能容量优化模型对储能容量进行优化。最后,利用某风电场一年输出功率数据,对改进的 RTS-96 系统进行仿真验证并分析。算例结果表明：建立的双层混合储能容量优化模型在确保经济性的条件下提升了风电渗透率。     

基于预测的风电功率平抑控制方法

受风速随机变化的影响,风电输出功率具有波动性。为了平抑风电输出功率的波动,在配置电池储能系统的基础上,文中基于风电短期平均功率预测技术,以风电时间周期T的平均功率为对象,采用时间序列法进行预测,实时滚动预测未来每个时间周期T的平均功率,结合平抑度要求和电池荷电状态限制条件,控制并网功率在每个时间周期T都保持在平均功率附近的可接受范围内,分段平抑功率波动。其中,根据电网对风电功率波动的可接受程度,设置平抑度,为防止电池过充放电,对电池SOC进行限制。最后以某风电场的实际历史数据为例,在Matlab中进行了仿真分析,验证了所述方法的有效性。     

大型风力发电蓄电池储能电源系统应用

风力发电是世界上发展最快的绿色能源技术,但是受其波动特性及间断特性影响,其应用范围受到了很大限制.在此,从风能储能角度分析了应用风电的可能途径及风能储能方式的技术现状,并对蓄电池储能方式进行了仿真研究.仿真结果验证了蓄电池储能方式的可行性.阐述了大型风力发电机蓄电池储能系统的应用前景.     

基于改进PSO算法的石油钻机微电网混合储能系统容量优化

针对石油钻机运行过程中经常出现负载突变以及钻具下放过程中产生的再生回馈制动能量没有充分利用的问题,提出将储能系统接入石油钻机微电网,从而减少能量的浪费并改善电能质量.然而储能系统的接入会增加其钻机微电网系统的成本,其成本一般占到微电网系统的1/4～1/3.为提高系统的经济性,减少其运行费用,提出一种石油钻机微电网混合储能系统的容量优化方法,以系统的全生命周期费用最小为优化目标,建立其容量优化模型,并通过优化加速因子改进了粒子群算法,最后采用算例在Matlab中进行仿真,从而验证其优化模型与算法的正确性和有效性.     

基于混合储能技术的风电场功率控制研究

风力发电的输出功率因为风能的随机性而具有波动性和间歇性的特点,并网风电的高渗透率将削弱电力系统中发电功率的可控性.本文研究在风电场中引入一种混合储能装置,通过其充放电功率来平抑风电输出功率的波动.在保证储能装置荷电状态可靠性前提下,采用一种模糊自适应控制策略,优化储能装置的充放电过程控制.通过仿真研究,验证了采用模糊自适应控制的正确性和有效性,仿真结果表明混合储能系统能够有效平滑风力发电系统的并网功率,提高含风电场的电力系统的发电功率的可控性,并延长储能设备的使用寿命.     

多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置研究

随着世界各国对太阳能资源开发的日益重视,光伏产业得到快速的发展.然而,由于太阳能资源具有随机性和波动性强的特点,使得光伏电站出力波动性较大、电能质量较差,进而导致光伏电站并网难度增加.为提高光伏电站的出力稳定性、保证电能质量,采用多种光伏组件互补运行的方式和为光伏电站合理配置混合储能系统是有效的方法.针对多种光伏组件组合光伏电站的混合储能容量优化配置问题,提出一种统计分析与数学模型相结合的配置方法.该方法采用小波分解将不同天气类型对应的典型光伏出力分解为近似信号、高频波动信号和低频波动信号,并提出采取能量型储能技术和功率型储能技术分别平抑低频波动和高频波动的思路;结合各天气类型的时间占比,对高、低频波动信号进行统计分析以确定混合储能的功率;构建以全生命周期成本最小与目标出力满足度最大为目标的混合储能容量优化配置模型,并采用遗传算法求解模型以确定最优的混合储能容量配置方案.本文以青海共和55 MW光伏实证基地为实例,通过对9种不同混合储能组合计算结果的比选,得到了最优混合储能配置方案——超级电容(4.6 MW/(1.21 MW·h))+全钒液流电池(9.2 MW/(6.26 MW·h))...     

功率分流式混合动力汽车复合电源系统设计

为解决功率分流式混合动力汽车单一蓄电池功率密度小、循环寿命短等问题,引入超级电容-蓄电池复合电源系统,利用AVL-Cruise/Simulink联合仿真平台搭建了功率分流式混合动力汽车的动力系统模型,在基于发动机最优工作曲线的能量管理控制策略中加入了复合电源功率分配策略,该功率分配策略能够缓冲起停发动机、制动工况下的电机工作时的大电流对电池的冲击,使电池尽可能工作在高效率区间来提高车辆的燃油经济性.在此基础上,对蓄电池组和超级电容进行了参数匹配,仿真结果表明蓄电池的放电过程得到了优化,所设计的复合电源系统能够提高车辆的燃油经济性.      

超级电容储能系统抑制直流牵引网压波动的研究

超级电容储能装置通过双向DC/DC变换器为列车提供牵引或者吸收再生制动能量,本文就车载超级电容储能系统的结构及充放电控制策略进行了研究,给出超级电容储能系统充放电控制策略,通过对其控制策略的仿真分析,验证了超级电容储能系统可以有效地防止城市轨道交通供电系统中电力负荷波动和再生失效等问题.     

混合母线微电网的功率平衡控制策略

为提高微电网在模式切换等暂态条件下的动态响应性能,提出一种基于交直流混合母线拓扑的微电网功率平衡控制策略.将直流母线和交流母线分别作为瞬态和稳态的两级功率平衡点,使分布式电源组群与储能装置经直流母线相结合进行联合供电.在暂态条件下,通过稳定直流母线电压迅速地匹配供需双方的功率,相应地调整逆变控制策略来稳定系统电压、频率及调节电能质量.仿真结果表明:在微电网运行模式切换和受扰动时,该方法均能使微电网实时满足负载的功率需求;电压幅值和频率稳定在额定值,相对误差小于1％;电能质量符合国家标准,总畸变率(THD)小于2％;电压和功率参数响应时间仅为0.02 s左右.     

超导磁储能装置抑制风电并网功率波动的探索

为减小随机波动性的风电对电网产生的冲击,采用储能装置平抑功率波动,通过快速补偿或吸收不平衡功率,提高风能的利用率.超导磁储能装置响应速度快、能量密度大,将超导磁储能应用于风电厂出口处,并在MATLAB中对超导磁储能装置平抑风电并网功率波动的系统进行仿真验证,结果表明,超导磁储能技术对风电并网产生的功率波动有抑制作用.     

低速电动汽车混合能源存储系统效率分析

利用超级电容的高功率密度特性和磷酸铁锂电池的高能量密度特性,设计了低速电动车主动并联混合储能系统方案.采用实验方法分析磷酸铁锂电池的效率,并通过理论公式分析了双向直流功率变换器的效率.探讨了将超级电容和磷酸铁锂电池结合使用,结果发现,采用双向直流变换器的混合能量存储系统能提高效率.通过实验验证,双向直流变换器的实际效率为90.5%,接近理论公式计算得到的效率91.6%.