采用高功率密度的超級電容器和高能量密度的鋰電池組成的混合儲能系統(tǒng)平抑風(fēng)電輸出功率波動。通過滑動平均濾波獲得并網(wǎng)功率與混合儲能系統(tǒng)參考功率,采用離散傅里葉變換將混合儲能系統(tǒng)參考功率分解,分別將高頻信號和低頻信號分配給超級電容器和鋰電池。采用模糊控制方法對儲能的荷電狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)功率的優(yōu)化分配。仿真結(jié)果表明,所提出的控制策略能有效地平滑風(fēng)力發(fā)電出力波動,同時(shí)保證儲能設(shè)備的荷電狀態(tài)維持在合理范圍內(nèi)。 

【文章來源】：電源技術(shù). 2020,44(10)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

圖１?風(fēng)儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)??１．２整個(gè)系統(tǒng)的控制策略結(jié)構(gòu)??

究與設(shè)計(jì)??ｚａｚｚ??器、變換器及電網(wǎng)組成。風(fēng)電場直接連到交流母線。超級電容??器和鋰電池先經(jīng)過ＤＣ／ＤＣ變換器與直流母線相連，然后經(jīng)過??ＤＣ／ＡＣ變換器與交流母線相連。其中，為風(fēng)電輸出功率，??Ｐ／ｔ）為期望并網(wǎng)功率，而ＰＵ０為混合儲能系統(tǒng)的參考功率。當(dāng)??風(fēng)電功率小于期望并網(wǎng)功率時(shí)，功率缺額由混合儲能放電補(bǔ)??充；當(dāng)風(fēng)電功率大于期望并網(wǎng)功率時(shí)，多余的功率由混合儲能??系統(tǒng)吸收。??圖１?風(fēng)儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)??１．２整個(gè)系統(tǒng)的控制策略結(jié)構(gòu)??圖２所示為整個(gè)系統(tǒng)的控制策略結(jié)構(gòu)。先將風(fēng)電輸出功率??Ｐ辦經(jīng)滑動平均濾波后的并網(wǎng)功率■輸出電網(wǎng)。用離散傅里??葉變換分解混合儲能參考功率，獲得相應(yīng)的低頻分量和高頻??分量，確定鋰電池的參考功率和超級電容器參考功率??Ｕ０。為了使儲能設(shè)備不過度充放，保證儲能設(shè)備的荷電狀態(tài)??在合理范圍內(nèi)，增加了荷電狀態(tài)模糊控制。以儲能設(shè)備的荷電??狀態(tài)和參考功率為模糊控制器的輸入，最后得到儲能設(shè)備的修??正功率，其中下標(biāo)ｘ為ｓｃ時(shí)表示超級電容器，ｘ為ｂａｔ時(shí)??表示鋰電池，下同。最后將儲能設(shè)備的參考功率修正功??率ＡＰＪｔ）相加，得到調(diào)整后的儲能設(shè)備充放電功率Ｐ＃）。??％??圖２?控制策略結(jié)構(gòu)??１．３用離散傅里葉變換分配混合儲能系統(tǒng)功率??首先利用滑動平均算法，并選取能夠使風(fēng)電功率達(dá)到并??網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的窗口長度，再將風(fēng)電輸出功率和滑動平均濾波后得??到的并網(wǎng)功率做差，其差值是混合儲能的參考功率ＰＵｔ）。而??Ｋｔ）可以視為采樣點(diǎn)數(shù)為Ｎ、采樣周期為ｒ、采樣頻率為ｆ的??時(shí)域離散信號，即ＪＵＰＴ看成是以ＮＴ為周期的信號，經(jīng)過離??散傅里葉變換可將混合儲能的參考功率信號變換成基頻周期??

備放電??則應(yīng)當(dāng)減小儲能的放電功率；當(dāng)荷電狀態(tài)適中時(shí)，儲能應(yīng)當(dāng)按??指令正常進(jìn)行充電和放電。??以儲能設(shè)備的荷電狀態(tài)和參考功率作為模糊控制器的輸??人，但在進(jìn)行模糊控制之前，需要對模糊輸人歸一化。儲能荷??電狀態(tài)隸屬度函數(shù)如下：??ｓ〇ｃｘ，ｍ?（；??式中：ｓｏｃｕ為ｓｏｃ的期望值。??儲能參考功率參考隸屬度函數(shù)如下：??ｍａｘ［＾Ｌ；Ｐｉｒｅｆ（ｆ）］?Ｐｘｆｅｆ｛ｔ）＾〇??式中：ＪＶ和匕分別為儲能設(shè)備輸出功率上下限。??將歸一化后的４和＆作為模糊控制器的輸人量，如圖３??（ａ）所示，其論域［＿?１，１］均為連續(xù)論域。心模糊集為丨ＮＢ（負(fù)大），??ＮＭ（負(fù)中），ＺＯ（零），ＰＭ（正中），ＰＢ（正大）｝。４的模糊集為｛ＮＢ??（非常低），ＺＯ（適中），ＰＢ（非常高）｝。輸出量為功率修正參數(shù)??如圖３（ｂ）所示，離散論域?yàn)椋郏保埃�，０，０．６，１］，模糊集�??｛ＮＢ（負(fù)大），ＮＭ（負(fù)中），ＺＯ（零），ＰＭ（正中），ＰＢ（正大）｝。??ＮＢ??ＺＯ??ＰＢ??（ａ）輸入量隸屬度函數(shù)??ＮＭ?ＺＯ?ＰＭ??ＰＢ??＝ｃ??－０．２??（ｂ）輸出量隸屬度函數(shù)??圖３?輸入量和輸出量隸屬度函數(shù)??模糊規(guī)則如表１所示。??表１?模糊控制規(guī)則??Ａ，??Ｋｘ??ＮＢ??ＮＭ??ＺＯ??ＰＭ??ＰＢ??ＮＢ??ＺＯ??ＺＯ??ＺＯ??ＮＭ??ＮＢ??ＺＯ??ＺＯ??ＺＯ??ＺＯ??ＺＯ??ＺＯ??ＰＢ??ＰＢ??ＰＭ??ＺＯ??ＺＯ??ＺＯ??圖３中的ａｉ和電值由儲能設(shè)備荷電狀態(tài)的上下限決定。??當(dāng)鋰電池的５０（＾上下限為０．２？０．８時(shí)，瑪＝０．６５，灸＝０．２５。當(dāng)超??級電容器的５

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3003306