基于指数型下垂控制的改进SOC均衡控制策略研究

为解决储能单元在工作过程中产生的荷电状态(state of charge,SOC)不均衡问题,提出了一种基于指数型下垂控制的改进SOC均衡方案。该方案将指数型下垂控制中的放大因子n与储能单元间的SOC差值建立函数关系,使其能够跟随储能单元间的SOC差值变化由小到大连续增大,提高了SOC的均衡速度,也解决了均衡过程中功率响应速度和功率收敛速度两者不可兼顾的问题,同时在下垂系数中引入容量权重因子,消除了容量对SOC均衡的影响。最后,在MATLAB/Simulink中搭建了相关模型并仿真验证了所提方案的正确性和有效性。

考虑超级电容SOC的混合储能系统功率分配策略

为解决超级电容能量密度小、在运行过程中荷电状态(state of charge,SOC)容易越限的问题,对传统低通滤波法进行改进,提出考虑超级电容SOC的功率分配策略。该方法依据超级电容的SOC划分5个不同的工作区域,并以超级电容的SOC作为变量,在不同工作区域同滤波时间常数建立相应的函数关系,之后根据SOC的变化动态调整滤波时间常数,实现蓄电池和超级电容之间功率的合理分配,保证超级电容SOC维持在合理范围内。最后,在Matlab/Simulink中搭建相关模型并仿真验证所提方案的正确性和有效性。仿真结果表明,同传统低通滤波法相比,该方法可在平抑功率波动的同时,根据超级电容的SOC合理分配超级电容和蓄电池的功率需求,使超级电容的SOC自行恢复,防止其过充过放,提高了直流微电网系统运行的经济性和稳定性。

基于虚拟电抗的微电网改进下垂控制策略

由于微电网线路阻抗参数呈阻感性且线路阻抗分布不均,从而影响到下垂策略对系统的精确控制以及功率的合理分配。为此,利用相对增益矩阵分析了微电网中存在的功率耦合,提出一种基于虚拟电抗的改进下垂控制方法。该方法通过引入虚拟电抗,使逆变器输出阻抗变为感性,减小线路参数带来的功率耦合,实现微电网线路的有功功率与无功功率的独立控制。同时通过改进下垂控制,使之根据无功分配需求自适应调节下垂系数,进一步消除因线路阻抗不平衡导致的逆变器输出无功功率偏差,并且减小了并联线路间的电流差值,抑制了环流,提高了系统运行的可靠性与稳定性,实现了下垂策略对系统的精确控制以及功率的合理分配,为微电网中能源并联提供了参考控制策略。

计及分布电源消纳的混合储能系统优化配置

针对高比例以风光为代表的分布式电源(distributed generation,DG)接入主动配电网中,存在弃风弃光、电压越限和功率波动等问题。为实现DG消纳最高、净负荷功率波动最小,提出一种基于小波包分解与混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)运行约束相结合的功率分配策略,建立HESS多目标规划模型。首先,对净负荷功率进行小波包分解,得到各储能初始功率指令;其次,结合全钒液流电池、超级电容运行约束和考虑DG消纳最大运行策略,对HESS内部功率进行修正。在此基础上,建立以综合成本最小、DG消纳最大、净负荷功率波动最小以及电压偏差最小的全钒液流电池-超级电容HESS功率分配和容量配置模型;并采用改进的快速非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅲ,NSGA-Ⅲ)对多目标模型求解;最后,通过对改进IEEE-33节点系统进行仿真计算。仿真结果表明,该策略下HESS配置方案,可以有效提高DG消纳同时平抑净负荷功率波动,提高主动配电网运行稳定性。