本文選題：并網(wǎng) + 儲(chǔ)能控制策略��； 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：由于能源需求的增加,全球變暖,有限的能源資源,不斷增長(zhǎng)的能源依賴性都迫切要求傳統(tǒng)電網(wǎng)架構(gòu),改變已有的模式,轉(zhuǎn)向新能源的模式。由可再生能源進(jìn)行發(fā)電的微網(wǎng)系統(tǒng)具有效率高,無(wú)污染,低損耗,并提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等諸多優(yōu)點(diǎn),所以正大量投入使用。但是大量微網(wǎng)接入配電網(wǎng)不僅會(huì)造成配電網(wǎng)不穩(wěn)定,而且在用電低谷期,還會(huì)造成配電網(wǎng)無(wú)力消耗微網(wǎng)系統(tǒng)輸送的多余電量。為保證微電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)性,本文基于電池荷電狀態(tài)(State of Charge,SOC)、配電網(wǎng)用電的峰平谷時(shí)段、以及短期負(fù)荷預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)了并網(wǎng)儲(chǔ)能控制策略,實(shí)現(xiàn)了微網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性以及對(duì)配電網(wǎng)的削峰填谷。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了電池管理系統(tǒng)(Battery Management System,BMS),重點(diǎn)研究對(duì)電池SOC的估算,為微網(wǎng)儲(chǔ)能控制策略提供數(shù)據(jù)依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容包括:(1)三相交流微網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)。針對(duì)微網(wǎng)中的儲(chǔ)能架構(gòu)增加BMS,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池狀態(tài),為儲(chǔ)能控制策略提供數(shù)據(jù)依據(jù)。(2)實(shí)現(xiàn)了電池SOC估算。研究擴(kuò)展卡爾曼(Extended Kalman Filter,EKF)算法和無(wú)跡卡爾曼(Unscented Kalman Filter,UKF)算法,將兩種算法應(yīng)用于電池SOC的估算,并引入電流和溫度影響因素。采用MATLAB仿真實(shí)現(xiàn),對(duì)其性能進(jìn)行了比較。經(jīng)驗(yàn)證,EKF與UKF算法,跟蹤效果好,誤差小,估算準(zhǔn)確。但是,相比EKF,UKF算法更穩(wěn)定,誤差更小,效果更佳。(3)BMS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。完成了單體電池電壓、溫度、電流的采集,并對(duì)電池進(jìn)行耗散型均衡保護(hù),故障檢測(cè),并實(shí)現(xiàn)BMS與上位機(jī)之間的通信。BMS不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的保護(hù),同時(shí)也為微電網(wǎng)儲(chǔ)能控制策略提供數(shù)據(jù)支撐。(4)并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)�；谂潆娋W(wǎng)用電峰谷時(shí)期,電池SOC,以及短期負(fù)荷預(yù)測(cè)進(jìn)行并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)。根據(jù)電網(wǎng)用電峰平谷時(shí)期以及電池SOC決定電池的充放電狀態(tài);根據(jù)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)決定充放電的功率大小。實(shí)現(xiàn)在用電高峰期時(shí),盡量向配電網(wǎng)售電,以獲得經(jīng)濟(jì)效益;在用電低谷期時(shí)盡量從配電網(wǎng)購(gòu)電,儲(chǔ)存起來(lái);在用電平時(shí)段,根據(jù)下一時(shí)段用電情況,選擇相應(yīng)的策略。既實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行,保證電池的安全,也對(duì)配電網(wǎng)起到了一定的削峰填谷的作用。
[Abstract]:Due to the increase of energy demand, global warming, limited energy resources and increasing energy dependence, the traditional grid architecture is urgently required to change the existing mode and switch to the new energy model. The microgrid system which is generated by renewable energy has many advantages, such as high efficiency, no pollution, low loss, and improving the stability of the system, so it is being widely used. However, a large number of microgrid connections will not only cause instability of distribution network, but also lead to the inability of distribution network to consume the excess power delivered by microgrid system during the low period of power consumption. In order to ensure the safety and economy of microgrid operation, this paper designs a grid-connected energy storage control strategy based on State of charge SOC, peak and valley period of distribution network power consumption, and short-term load forecasting. The economy and security of microgrid operation and the peak cutting and valley filling of distribution network are realized. The Battery Management system (BMS) is designed and implemented, and the estimation of battery SOC is studied in order to provide the data basis for the control strategy of microgrid energy storage. The main contents are as follows: (1) Design of three-phase AC micro-grid energy storage system. BMSs are added to the energy storage architecture in the microgrid, and the battery status is monitored in real time. (2) the SOC estimation of the battery is realized. The extended Kalman filter (EKF) algorithm and the unscented Kalman filter (UKF) algorithm are studied. The two algorithms are applied to the estimation of the SOC of the battery, and the influence factors of current and temperature are introduced. MATLAB simulation is used to compare its performance. It is proved that the EKF and UKF algorithms have good tracking effect, small error and accurate estimation. However, compared with the EKF UKF algorithm, the algorithm is more stable, with less error and better effect. (3) the design and implementation of BMS. The collection of voltage, temperature and current of single cell is completed, and the dissipative equalization protection, fault detection and communication between BMS and host computer are realized, which can not only protect the battery, but also protect the battery. It also provides data support for energy storage control strategy of microgrid. (4) Design of control strategy for grid-connected energy storage system. The control strategy of grid-connected energy storage system is designed based on the peak and valley period of distribution network, battery SOC, and short-term load forecasting. The charge and discharge state of the battery is determined according to the peak and valley period and the SOC of the battery, and the power of charge and discharge is determined according to the short-term load forecasting. During the peak period of electricity consumption, we can sell electricity to distribution network as far as possible in order to obtain economic benefit; purchase electricity from distribution network and store it during the low period of electricity consumption; and select the corresponding strategy according to the situation of power consumption in the next period of time in the normal period of electricity consumption. It not only realizes the economic and stable operation of the power grid and ensures the safety of the battery, but also plays a certain role in cutting the peak and filling the valley in the distribution network.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TM727;TM912

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本文編號(hào)：2099512