本文關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)混合儲能系統(tǒng)單體建模及容量配置的研究

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【摘要】：分布式電源是解決我國能源短缺和環(huán)境污染的重要出路,然而其發(fā)電不穩(wěn)定性和間歇性給微電網(wǎng)的供電質(zhì)量和供電可靠性帶來了新的挑戰(zhàn)。為了改善分布式電源的發(fā)電缺陷,將功率型儲能裝置和容量型儲能裝置組合形成混合儲能系統(tǒng)。用以緩解分布式電源對微電網(wǎng)的沖擊,提高電能質(zhì)量；緩解尖峰時刻用電緊張,提高供電的可靠性。本文首先建立超級電容和磷酸鐵鋰電池單體模型;然后,研究了單體成組后的混合儲能功率分配策略：最后,使用粒子算法并結(jié)合這種功率分配策略,對風(fēng)機(jī)的出力進(jìn)行優(yōu)化。其主要研究內(nèi)容如下：1)本文以磷酸鐵鋰電池(容量型儲能裝置)和超級電容(功率型儲能裝置)為研究對象,使用物理網(wǎng)絡(luò)方法分別建立了鋰電池和超級電容單體等效電路模型；在分析傳統(tǒng)模型參數(shù)的獲取方法后,提出一種新的使用實驗數(shù)據(jù)獲取模型參數(shù)的方法；通過實驗和仿真數(shù)據(jù)的對比分析,證明了該方法具有快速獲取參數(shù)的能力,并且可以得到高精度的模型；本文基于這種方法,提出一種新型的超級電容模型。與原來的模型相比,該模型在多種電流的仿真條件下,仍具有很高的精度。2)通過對雙向直流變換器的穩(wěn)態(tài)分析和小信號模型分析,建立了其數(shù)學(xué)模型。使用磷酸鐵鋰電池和超級電容等效電路模型和雙向直流變換器數(shù)學(xué)模型,建立混合儲能半主動控制系統(tǒng)仿真模型。采用移動平均法對混合儲能系統(tǒng)進(jìn)行功率分配,建立了被動控制與半主動控制下的混合儲能系統(tǒng)模型。研究結(jié)果表明,半主動混合儲能系統(tǒng)不僅發(fā)揮了超級電容循環(huán)壽命高、功率密度大的優(yōu)點(diǎn),而且延長了鋰電池的循環(huán)壽命。3)以云南某地4天的風(fēng)機(jī)日出力數(shù)據(jù)作為優(yōu)化對象,以有效降低功率波動的幅值和縮短大功率持續(xù)的時間為優(yōu)化目標(biāo),在綜合考慮了系統(tǒng)接納風(fēng)電能力、儲能系統(tǒng)累積放電電量不超過累積充電電量等因素的情況下,建立了基于粒子算法的儲能系統(tǒng)最優(yōu)容量配置模型,并且結(jié)合混合儲能控制策略,給出混合儲能系統(tǒng)中超級電容的電容值和鋰電池的額定容量值。
【關(guān)鍵詞】：超級電容 鋰電池 等效電路模型 容量配置 PSO算法
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM53;TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 微電網(wǎng)中分布式電源的特點(diǎn)10-11
• 1.2 儲能技術(shù)的應(yīng)用11-13
• 1.2.1 儲能技術(shù)的分類及其特點(diǎn)11
• 1.2.2 儲能技術(shù)的應(yīng)用級別11-12
• 1.2.3 儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用12-13
• 1.3 鋰電池、超級電容儲能技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 儲能單體模型的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.2 混合儲能系統(tǒng)容量配置的研究16-18
• 1.4 本文的主要工作18-20
• 第二章 儲能單體建模20-52
• 2.1 超級電容20-35
• 2.1.1 超級電容介紹21-26
• 2.1.2 等效電路模型26-28
• 2.1.3 超級電容模型參數(shù)的獲取及改進(jìn)模型的提出28-33
• 2.1.4 超級電容模型的驗證33-35
• 2.2 鋰離子電池35-43
• 2.2.1 鋰離子電池介紹35-39
• 2.2.2 鋰電池建模39-42
• 2.2.3 模型的驗證42-43
• 2.3 雙向直流變換器43-51
• 2.3.2 雙向DC/DC的穩(wěn)態(tài)分析44-47
• 2.3.3 雙向DC/DC的小信號模型47-51
• 2.4 本章小結(jié)51-52
• 第三章 微網(wǎng)混合儲能的功率分配控制策略52-62
• 3.1 混合儲能的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)52-54
• 3.1.1 混合儲能的拓?fù)漕愋?/span>53-54
• 3.1.2 微電網(wǎng)混合儲能的半主動控制系統(tǒng)模型54
• 3.2 功率平滑的控制策略54-57
• 3.2.1 移動平均法的基本理論54-55
• 3.2.2 基于移動平均法的功率分配策略55-56
• 3.2.3 超級電容的過/欠電壓保護(hù)策略56-57
• 3.3 半主動混合儲能系統(tǒng)的仿真57-61
• 3.3.1 電池和超級電容模塊的封裝57
• 3.3.2 混合儲能的半主動模型57-61
• 3.4 本章小結(jié)61-62
• 第四章 微網(wǎng)混合儲能系統(tǒng)的容量配置62-78
• 4.1 粒子算法概述63-65
• 4.1.1 約束問題的求解64-65
• 4.2 混合儲能系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)65-67
• 4.2.1 約束條件65-66
• 4.2.2 目標(biāo)函數(shù)66-67
• 4.3 優(yōu)化求解67-76
• 4.3.1 PSO算法(罰函數(shù)法)的弊端和改進(jìn)PSO的提出67-70
• 4.3.2 微電網(wǎng)中儲能系統(tǒng)的最優(yōu)功率配置70-73
• 4.3.3 混合儲能容量配置73-76
• 4.4 本章小結(jié)76-78
• 第五章 結(jié)論與展望78-80
• 5.1 結(jié)論78
• 5.2 展望78-80
• 致謝80-82
• 參考文獻(xiàn)82-88
• 附錄A 攻讀碩士期間發(fā)表的論文88-90
• 附錄B 本文所用圖表90-99

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

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本文編號：770169