【摘要】：在獨立運(yùn)行的微電網(wǎng)中，由于風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電的隨機(jī)性和波動性，用戶或負(fù)荷往往不能獲得持續(xù)可靠的電能。為了提高系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性，保證電能質(zhì)量，必須在系統(tǒng)中配置一定容量的儲能單元，并對儲能設(shè)備加以合理的控制。為了提高微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，本文針對微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的容量優(yōu)化與控制策略問題進(jìn)行研究，主要研究內(nèi)容如下： 考慮到蓄電池功率密度低，在功率大幅波動需要配置大量的蓄電池才能滿足系統(tǒng)功率的要求，為了避免儲能配置的浪費(fèi)，本文建立了蓄電池-超級電容器混合儲能系統(tǒng)，利用超級電容器快速充放電、大功率吞吐的優(yōu)勢，提高了混和儲能的功率輸出能力，減小了蓄電池的配置容量。 本文提出了蓄電池-超級電容器混和儲能容量優(yōu)化模型，以混合儲能系統(tǒng)的一次性投資最小作為目標(biāo)函數(shù)，從儲能系統(tǒng)的能量供給能力和功率供給能力兩方面綜合考慮確定混合儲能系統(tǒng)的容量。采用改進(jìn)粒子群優(yōu)化算法對算例進(jìn)行求解，通過算例分析，證明了本文提出的混和儲能容量優(yōu)化模型的正確性，節(jié)約了儲能設(shè)備的投資成本。 為實現(xiàn)綜合負(fù)荷功率在儲能單元間的合理分配，本文提出了基于模糊控制的變時間常數(shù)功率分配策略，根據(jù)儲能單元的荷電狀態(tài)和系統(tǒng)功率需求情況，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整低通濾波器的時間常數(shù)，修正蓄電池和超級電容器的輸出功率，避免荷電狀態(tài)超越規(guī)定的上下限。 合理的設(shè)計儲能單元的控制回路，是實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要環(huán)節(jié)，本文建立了PWM互補(bǔ)控制的buck/boost變換器小信號模型，分別為蓄電池和超級電容器設(shè)計了控制電路。蓄電池采用單電流環(huán)平抑綜合負(fù)荷功率的低頻功率分量；超級電容器采用電壓—電流雙環(huán)控制，平抑綜合負(fù)荷功率與蓄電池功率的差額。針對電壓—電流雙環(huán)控制在抑制母線電壓波動時的不足，增加了功率前饋，消除輸入電壓、負(fù)載電流變化時對直流母線電壓的擾動。論文最后通過算例驗證了該控制策略的正確性，仿真結(jié)果表明，該控制策略維持了系統(tǒng)的穩(wěn)定，母線電壓維持在合理范圍內(nèi)波動，并優(yōu)化了蓄電池的充放電曲線，延長了其使用壽命。
【圖文】：

儲能單元的充放電，在保證供電可靠性的同時，優(yōu)化儲能系統(tǒng)的充放電，延長儲能系統(tǒng)的使用壽命。在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上，本文展開了對混合儲能系統(tǒng)容量優(yōu)化配置和控制策略的研究，主要內(nèi)容如圖1.2所示。本課題來源于國家自然科學(xué)基金重點項目，編號：61034004。圖1.2本文主要研究內(nèi)容

1）超級電容器等效模型超級電容器的等效模型如圖2.7所示[37]，圖2-7(a)中C為理想電容、RSR 為串聯(lián)電阻、RERP 為并聯(lián)電阻。RERP 并聯(lián)電阻阻值通常很大，其主要影響超級電容器的漏電流，由于RERP 通常大幾萬歐姆的緣故，漏電流非常的小。一般在工程上以及做儲能設(shè)計時忽略并聯(lián)電阻RERP 的影響，簡化后的超級電容等效圖如圖2.7(b)所示。圖2.7超級電容器等效模型（2）超級電容器組功率和能量模型在忽略超級電容器串并聯(lián)電阻的情況下，超級電容器等效于理想電容，記單體超級電容器的電容為Cuc(F)，額定電壓為Uuc(V)，超級電容器存儲的電量為：0.5()2ECUJucucuc=（2-10）在實際的應(yīng)用中
【學(xué)位授予單位】：上海電力學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM732;TM912

【參考文獻(xiàn)】

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1 張維煜;朱q，

本文編號：2521273