【摘要】：以光伏發(fā)電為代表的新能源分布式發(fā)電輸出功率存在波動性,給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來威脅。儲能裝置運用于微電網(wǎng)可以有效平抑功率波動。本文對含混合儲能的光伏直流微電網(wǎng)能量管理策略展開研究,通過分析微電網(wǎng)穩(wěn)定運行對混合儲能系統(tǒng)的要求,結(jié)合儲能單元充放電特性,提出一種基于超級電容器荷電狀態(tài)(SOC)分區(qū)的限值管理策略,使混合儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)母線電壓穩(wěn)定控制和直流微電網(wǎng)與大電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制中能避免超級電容出現(xiàn)過充、過放的現(xiàn)象,維持微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行,延長蓄電池使用壽命。主要研究內(nèi)容及研究結(jié)果如下:(1)針對傳統(tǒng)混合儲能系統(tǒng)限值管理策略,未考慮對超級電容過充或過放的保護(hù),系統(tǒng)存在不能正常工作的可能性。本文提出了一種基于超級電容器SOC分區(qū)的限值管理策略,根據(jù)超級電容處于不同SOC區(qū)間的輸出特性動態(tài)調(diào)整低通濾波器的時間常數(shù),避免混合儲能系統(tǒng)進(jìn)行功率分配時超級電容出現(xiàn)過充、過放的現(xiàn)象,維持微電網(wǎng)穩(wěn)定運行。(2)基于超級電容SOC分區(qū)限值管理策略,對直流微電網(wǎng)母線電壓穩(wěn)定控制策略展開研究。當(dāng)系統(tǒng)功率產(chǎn)生波動時,首先采用低通濾波算法實現(xiàn)對儲能系統(tǒng)分配功率,然后使用雙閉環(huán)控制方式對雙向DC/DC變換器進(jìn)行控制,使混合儲能系統(tǒng)在維持直流母線電壓穩(wěn)定以及系統(tǒng)內(nèi)部功率的平衡的同時,避免超級電容出現(xiàn)過充、過放的可能性。并通過搭建仿真模型驗證了超級電容SOC限值管理策略在直流微電母線電壓穩(wěn)定控制策略應(yīng)用中的可行性。(3)研究了光伏直流微電網(wǎng)系統(tǒng)中超級電容器荷電狀態(tài)分區(qū)的限值管理策略,并重點分析光伏直流微電網(wǎng)在并網(wǎng)、離網(wǎng)工作模式下的混合儲能協(xié)調(diào)控制方法。在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,對并網(wǎng)、離網(wǎng)運行下7個工作模式進(jìn)行了仿真驗證,實驗結(jié)果表明,在保證功率平衡的情況下,控制蓄電池和超級電容充放電狀態(tài)可以實現(xiàn)系統(tǒng)在離網(wǎng)模式和并網(wǎng)模式下穩(wěn)定運行。(4)對含混合儲能的光伏直流微電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了硬軟件設(shè)計,并搭建了實驗平臺。選取離網(wǎng)工作模式下的場景進(jìn)行實驗,結(jié)果表明,與傳統(tǒng)限值管理策略相比,超級電容器荷電狀態(tài)分區(qū)的限值管理策略可避免超級電容出現(xiàn)過充、過放現(xiàn)象,使微電網(wǎng)穩(wěn)定運行,延長蓄電池使用壽命。
【圖文】：

圖 2.3 光伏發(fā)電仿真在不同和相同光照條件、不同溫度下，利用Matlab/Simulink所搭建的光伏陣列仿真模型對光伏陣列進(jìn)行仿真，如圖2.3至圖2.6所示。在不同光照強度下得到的I-V曲線和R-U曲線如圖2.4和圖2.5所示。由仿真結(jié)果檢驗溫度、光照強度參數(shù)的改變給光伏模型輸出引起來的變化。圖2.4至圖2.7顯示出在保持一定的外部條件下，輸出電流隨著輸出電壓逐漸增

所以本文選用半橋式非隔離型雙向 DC/DC 變換器，，其結(jié)構(gòu)拓?fù)淙鐖D 2.19 所示。雙向 DC/DC 變換器有兩種工作模式，分別為升壓模式（Boost）和降壓模式（Buck）。圖2.19中所示的雙向DC/DC變換器結(jié)構(gòu)，分為升壓和降壓兩種工作模式。Boost工作模式，根據(jù)基爾霍夫定律可得公式（2-17）的電路狀態(tài)方程。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM615;TM53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2591240