本文關(guān)鍵詞：含混合儲能系統(tǒng)的光伏微電網(wǎng)能量管理策略研究

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【摘要】：隨著能源危機的不斷加劇,當今社會急需一種新技術(shù)來改善能源狀況,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。微電網(wǎng)作為一個單一可控的供電系統(tǒng),它可以降低饋線損耗、增加本地供電可靠性、提高能源利用率。而能量管理系統(tǒng)作為微電網(wǎng)的重要組成部分,能夠保證系統(tǒng)的安全運行,提高系統(tǒng)效率。本文的研究對象為光伏微電網(wǎng),依據(jù)不同儲能元件的特性,對其能量管理策略展開研究。首先,對光伏微電網(wǎng)做了簡單的介紹,其運行狀態(tài)可分為并網(wǎng)型與離網(wǎng)型。確定了本文所研究的光伏微電網(wǎng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并對光伏電池單元、混合儲能系統(tǒng)中的鉛酸蓄電池和超級電容等系統(tǒng)組成部分的數(shù)學模型及工作特性進行了細致地分析,以便于仿真研究。其次,討論了兩種儲能元件的幾種并聯(lián)方式的優(yōu)缺點,重點分析了基于儲能元件容量的能量管理策略。采用低通濾波器(low pass filter,LPF)區(qū)分各儲能元件承擔的功率。同時分析了光伏電池單元、蓄電池、超級電容器的控制策略以及設(shè)計了各變換器參數(shù)。對于光伏電池單元采用最大功率點跟蹤(maximum power point tracker,MPPT)-恒壓控制,實現(xiàn)最大功率與變功率輸出;對于蓄電池采用互補PWM控制實現(xiàn)了恒流-恒壓充電、變功率放電;對于超級電容采用獨立PWM控制實現(xiàn)了變功率充放電。然后,提出一種綜合功率平衡和儲能元件的荷電狀態(tài)(state of capacity,SOC)的能量管理策略,并將該控制策略應(yīng)用至含混合儲能系統(tǒng)的光伏微電網(wǎng)中。根據(jù)系統(tǒng)中不同狀況,劃分合適的工作模式,以此確定各變換器的工作狀態(tài)。同時根據(jù)兩個儲能元件的不同特性,采用功率分頻的方法,實現(xiàn)元件之間特性的互補。本文通過Matlab/Simulink對所設(shè)計的系統(tǒng)進行仿真,仿真結(jié)果表明,所提出的能量管理策略在各工作狀態(tài)均能有效地控制各單元變換器;混合儲能系統(tǒng)對微電網(wǎng)起到了很好的功率平抑作用,并能充分地體現(xiàn)各儲能元件的特性;系統(tǒng)在各種運行模式間實現(xiàn)快速、平滑切換。最后,基于直流母線電壓信號提出一種直流微電網(wǎng)分層控制策略,該控制分為微網(wǎng)管理系統(tǒng)層(microgrid management system,MMS)和本地控制層(local control,LC)。將系統(tǒng)劃分為4種運行模式,MMS以直流母線電壓為主信號,以儲能元件SOC為輔助信號,并給LC輸送功率設(shè)定值,通過LC直接控制各單元,實現(xiàn)系統(tǒng)整體的分層控制。利用Matlab/Simulink對所提出的分層控制策略進行仿真驗證,仿真結(jié)果驗證了該控制策略在各模式間運行的有效性。
【關(guān)鍵詞】：光伏微電網(wǎng) 混合儲能系統(tǒng) 能量管理 協(xié)調(diào)控制 分層控制
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 微電網(wǎng)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 儲能技術(shù)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 混合儲能技術(shù)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.2.4 能量管理系統(tǒng)研究現(xiàn)狀17
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容17-19
• 第二章 光伏微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及建模19-30
• 2.1 光伏微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2 光伏電池單元的數(shù)學模型及工作特性20-23
• 2.2.1 光伏電池數(shù)學模型20-22
• 2.2.2 光伏電池工作特性22-23
• 2.3 鉛酸蓄電池的數(shù)學模型及工作特性23-27
• 2.3.1 鉛酸蓄電池數(shù)學模型23-25
• 2.3.2 鉛酸蓄電池工作特性25-27
• 2.4 超級電容的數(shù)學模型及工作特性27-29
• 2.4.1 超級電容數(shù)學模型27-28
• 2.4.2 超級電容工作特性28-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 混合儲能單元能量管理及控制策略30-44
• 3.1 混合儲能單元的構(gòu)成30-32
• 3.2 混合儲能單元能量管理策略32-35
• 3.2.1 功率分配策略32-33
• 3.2.2 基于混合儲能單元容量的能量管理策略33-35
• 3.3 光伏單元控制策略及Boost電路參數(shù)設(shè)計35-39
• 3.3.1 光伏單元控制策略35-37
• 3.3.2 Boost電路參數(shù)設(shè)計37-39
• 3.4 蓄電池充放電控制策略及雙向變換器參數(shù)設(shè)計39-42
• 3.4.1 蓄電池充放電控制策略39-41
• 3.4.2 蓄電池雙向變換器參數(shù)設(shè)計41-42
• 3.5 超級電容充放電控制策略及雙向變換器參數(shù)設(shè)計42-43
• 3.5.1 超級電容充放電控制策略42
• 3.5.2 超級電容雙向變換器參數(shù)設(shè)計42-43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 第四章 光伏微電網(wǎng)能量協(xié)調(diào)控制策略研究44-55
• 4.1 光伏微電網(wǎng)的工作狀態(tài)44
• 4.2 光伏微電網(wǎng)能量控制策略44-47
• 4.3 仿真驗證與結(jié)果分析47-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 光伏微電網(wǎng)分層控制策略及仿真分析55-67
• 5.1 分層控制結(jié)構(gòu)55
• 5.2 分層控制策略55-58
• 5.3 仿真驗證與結(jié)果分析58-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 第六章 總結(jié)與展望67-69
• 6.1 全文總結(jié)67-68
• 6.2 研究展望68-69
• 參考文獻69-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士學位期間科研成果76

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1 鄭漳華;艾芊;;微電網(wǎng)的研究現(xiàn)狀及在我國的應(yīng)用前景[J];電網(wǎng)技術(shù);2008年16期

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7 王t，

本文編號：874269