本文關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)多元復(fù)合儲能建模與協(xié)調(diào)控制策略研究

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【摘要】：微電網(wǎng)是融分布式發(fā)電、儲能、負(fù)荷以及控制裝置、保護(hù)裝置為一體的新型電網(wǎng),它可以與大電網(wǎng)連接并網(wǎng)運(yùn)行,也可以脫網(wǎng)自治運(yùn)行。其中,儲能技術(shù)與可再生能源技術(shù)的聯(lián)合運(yùn)行,有效緩解了可再生能源出力的間歇性和波動性,提高了可再生能源的利用率,對微電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到了不可或缺的作用。因此,儲能技術(shù)是微電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)研究的重點(diǎn)。本文以微電網(wǎng)中的多元復(fù)合儲能為研究對象,重點(diǎn)研究了復(fù)合儲能功率優(yōu)化分配策略和多元復(fù)合儲能間的協(xié)調(diào)控制策略,主要研究內(nèi)容如下：首先,研究不同類型儲能及儲能變流器運(yùn)行特性。建立蓄電池、液流電池、超級電容和飛輪四種常見電力儲能的數(shù)學(xué)模型,介紹儲能變流器常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、一般數(shù)學(xué)模型和四種基本控制方法,并提出了集成這四種控制方法的綜合控制模型。接下來,將不同特性的儲能結(jié)合起來組成復(fù)合儲能單元,重點(diǎn)研究復(fù)合儲能的功率優(yōu)化分配策略。在傳統(tǒng)低通濾波算法和固定SOC反饋策略的基礎(chǔ)上,提出了基于自適應(yīng)SOC反饋的功率優(yōu)化分配策略。引入了自適應(yīng)SOC反饋環(huán)節(jié),根據(jù)儲能實(shí)時運(yùn)行狀態(tài)動態(tài)調(diào)節(jié)功率型儲能SOC反饋系數(shù)。儲能SOC在設(shè)定值附近時,減小反饋環(huán)節(jié)的影響,維持儲能輸出水平；儲能SOC偏離設(shè)定值較大時,增加反饋環(huán)節(jié)的影響,使得儲能SOC快速恢復(fù)到安全范圍。該方法可以延長能量型儲能使用壽命,最大化提高復(fù)合儲能整體的充放電能力。在此基礎(chǔ)上,將研究對象擴(kuò)展至三個及以上儲能并聯(lián)運(yùn)行的多元復(fù)合儲能系統(tǒng),綜合考慮各儲能的不同類型(鋰電池儲能、鉛酸蓄電池儲能、超級電容儲能)、不同性能(新舊程度不同)、不同結(jié)構(gòu)(單一儲能、復(fù)合儲能)等因素的影響,提出了一種考慮儲能壽命的多元復(fù)合儲能協(xié)調(diào)控制策略,協(xié)調(diào)各儲能之間的功率分配,實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的功率平衡和穩(wěn)定運(yùn)行。搭建江西省電力科學(xué)研究院微電網(wǎng)仿真模型,分別在主從控制、對等控制兩種方案下進(jìn)行仿真分析。最后,針對江西省電力科學(xué)研究院微電網(wǎng)控制方案中的問題,如主從控制對通信依賴性強(qiáng)、對等控制易產(chǎn)生環(huán)流、靈活性差等,提出了一種借鑒CSMA/CD機(jī)制的多元復(fù)合儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制策略,解決無通信情況下,含多元復(fù)合儲能系統(tǒng)微電網(wǎng)的穩(wěn)定控制問題。該策略提出了系統(tǒng)狀態(tài)評估模型幫助儲能單元辨識系統(tǒng)狀態(tài),并根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)動態(tài)改變控制策略。同時,借鑒CSMA/CD競爭機(jī)制,定義各個儲能單元參與系統(tǒng)調(diào)節(jié)的優(yōu)先級,解決了傳統(tǒng)控制中各單元無序調(diào)節(jié)產(chǎn)生的系統(tǒng)振蕩等問題。通過仿真研究,驗(yàn)證了該策略可以實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、自治運(yùn)行。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM46;TM761

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本文編號：1247448