【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(dòng)性,給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)威脅。儲(chǔ)能裝置運(yùn)用于微電網(wǎng)可以有效平抑功率波動(dòng)。本文對(duì)含混合儲(chǔ)能的光伏直流微電網(wǎng)能量管理策略展開(kāi)研究,通過(guò)分析微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的要求,結(jié)合儲(chǔ)能單元充放電特性,提出一種基于超級(jí)電容器荷電狀態(tài)(SOC)分區(qū)的限值管理策略,使混合儲(chǔ)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(jí)電容出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放的現(xiàn)象,維持微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行,延長(zhǎng)蓄電池使用壽命。主要研究?jī)?nèi)容及研究結(jié)果如下:(1)針對(duì)傳統(tǒng)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)限值管理策略,未考慮對(duì)超級(jí)電容過(guò)充或過(guò)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(jí)電容器SOC分區(qū)的限值管理策略,根據(jù)超級(jí)電容處于不同SOC區(qū)間的輸出特性動(dòng)態(tài)調(diào)整低通濾波器的時(shí)間常數(shù),避免混合儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行功率分配時(shí)超級(jí)電容出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放的現(xiàn)象,維持微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。(2)基于超級(jí)電容SOC分區(qū)限值管理策略,對(duì)直流微電網(wǎng)母線電壓穩(wěn)定控制策略展開(kāi)研究。當(dāng)系統(tǒng)功率產(chǎn)生波動(dòng)時(shí),首先采用低通濾波算法實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)分配功率,然后使用雙閉環(huán)控制方式對(duì)雙向DC/DC變換器進(jìn)行控制,使混合儲(chǔ)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(shí),避免超級(jí)電容出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放的可能性。并通過(guò)搭建仿真模型驗(yàn)證了超級(jí)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(jí)電容器荷電狀態(tài)分區(qū)的限值管理策略,并重點(diǎn)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(chǔ)能協(xié)調(diào)控制方法。在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,對(duì)并網(wǎng)、離網(wǎng)運(yùn)行下7個(gè)工作模式進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在保證功率平衡的情況下,控制蓄電池和超級(jí)電容充放電狀態(tài)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在離網(wǎng)模式和并網(wǎng)模式下穩(wěn)定運(yùn)行。(4)對(duì)含混合儲(chǔ)能的光伏直流微電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行了硬軟件設(shè)計(jì),并搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。選取離網(wǎng)工作模式下的場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,與傳統(tǒng)限值管理策略相比,超級(jí)電容器荷電狀態(tài)分區(qū)的限值管理策略可避免超級(jí)電容出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放現(xiàn)象,使微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行,延長(zhǎng)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(duì)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(qiáng)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(yàn)溫度、光照強(qiáng)度參數(shù)的改變給光伏模型輸出引起來(lái)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM615;TM53

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2591240