本文關鍵詞：微網(wǎng)用復合儲能系統(tǒng)優(yōu)化控制策略研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微網(wǎng)是風力、光伏等分布式并網(wǎng)發(fā)電蓬勃發(fā)展的必然產(chǎn)物,在促進分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入、提高電力安全和提升能源利用效率等方面具有突出優(yōu)勢。儲能系統(tǒng)對改善微網(wǎng)的電能質(zhì)量,提高穩(wěn)定性和運行效益意義重大,業(yè)已成為微網(wǎng)不可或缺的組成部分和至關重要的技術支撐。首先,針對在目前的技術條件下單一儲能方式無法同時兼顧微網(wǎng)儲能能量密度和功率密度需求的現(xiàn)狀,設計了一種由蓄電池、超級電容和壓縮空氣儲能構成的新型微網(wǎng)用多元復合儲能系統(tǒng)方案。在分析各儲能裝置的特性與能量轉換效率基礎上,綜合考慮經(jīng)濟性和能量管理靈活性,確定了復合儲能系統(tǒng)的拓撲結構。微網(wǎng)工況復雜多變,儲能裝置底層變流器應對系統(tǒng)功率波動、工作模式切換等工況時能否維系母線電壓穩(wěn)定是功率的協(xié)調(diào)分配的關鍵基礎。本文分析了復合儲能系統(tǒng)DC/DC和AC/DC變流器的工作原理,基于切換理論建立了其數(shù)學模型,設計了系統(tǒng)最優(yōu)切換律對功率開關進行控制,實現(xiàn)了儲能裝置底層變流器的優(yōu)化控制。仿真和試驗結果表明與傳統(tǒng)建模和控制方法相比,本文的方法在功率大幅變化等工況下可有效抑制微網(wǎng)母線電壓波動,確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行。針對微網(wǎng)復合儲能系統(tǒng)能量管理問題,本文在綜合考慮不同儲能裝置的工作特性的前提下,分別利用濾波法和經(jīng)驗模式分解法對儲能裝置進行功率分配。使用濾波法時,通過改變?yōu)V波時間常數(shù)可以靈活分配各儲能單元功率。但在考慮經(jīng)濟性時,確定時間常數(shù)的計算過程比較復雜。使用經(jīng)驗模式分解法時,所確定的功率指令可以減少儲能裝置的充放電深度,增加其壽命,從而減少儲能費用。針對復合儲能進行實時控制時需對功率指令進行預測的問題,本文基于EMD和ARMA結合的方法對功率信號進行建模預測,結果表明在同樣階數(shù)的模型下,比單一采用/ARMA建模方法預測精度更高。最后,搭建了含壓縮空氣儲能、蓄電池、超級電容的微網(wǎng)用微型復合儲能系統(tǒng)試驗平臺,為相關算法驗證與該類復合儲能系統(tǒng)的工程實踐奠定基礎。
【關鍵詞】：復合儲能 壓縮空氣儲能 微網(wǎng) 變流器控制 能量管理
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM727
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景11-12
• 1.2 儲能技術在微網(wǎng)中的作用與意義12-14
• 1.3 微網(wǎng)用復合儲能系統(tǒng)關鍵技術研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 含壓縮空氣儲能的微網(wǎng)用復合儲能系統(tǒng)及其拓撲設計18-30
• 2.1 儲能裝置特性分析18-26
• 2.1.1 蓄電池特性分析18-19
• 2.1.2 超級電容特性分析19-21
• 2.1.3 壓縮空氣儲能系統(tǒng)特性分析21-26
• 2.2 復合儲能系統(tǒng)拓撲結構分析26-29
• 2.3 本章小結29-30
• 第三章 基于切換系統(tǒng)理論的微網(wǎng)用儲能系統(tǒng)變流器優(yōu)化控制30-43
• 3.1 雙向DC/DC變流器的建模與控制30-37
• 3.2 雙向AC/DC變流器的建模與控制37-42
• 3.3 本章小結42-43
• 第四章 微網(wǎng)復合儲能系統(tǒng)能量管理策略研究43-57
• 4.1 復合儲能系統(tǒng)能量管理策略43-53
• 4.1.1 基于濾波法的能量管理策略43-48
• 4.1.2 基于經(jīng)驗模式分解法的能量管理策略48-53
• 4.2 復合儲能系統(tǒng)的控制策略53-56
• 4.2.1 基于EMD-ARMA模型的功率預測53-55
• 4.2.2 復合儲能系統(tǒng)控制策略55-56
• 4.3 本章小結56-57
• 第五章 微網(wǎng)用復合儲能系統(tǒng)試驗平臺搭建57-64
• 5.1 復合儲能平臺設計57-61
• 5.1.1 平臺結構與設備選型57-59
• 5.1.2 平臺控制的實現(xiàn)方法59-61
• 5.2 平臺試驗結果61-63
• 5.3 本章小節(jié)63-64
• 第六章 總結和展望64-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70-71
• 學位論文評閱及答辯情況表71

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本文編號：481387