光储系统并网功率波动平抑及储能优化配置

【目的】电池储能是保证光伏发电系统可靠性、提高光伏发电利用率的有效手段之一,但在光储电站中存在功率波动平抑难、储能容量配置不合理等问题,为解决这些问题,开展了相关研究。【方法】针对能量型电池储能,分析了调度模式和自主模式特性,提出了一种基于储能运行在调度模式的光储系统限功率平抑策略,以实现功率平抑和减少储能充放电频繁切换。建立了以最小光储系统弃电损失为优化目标,以功率波动越限概率等作为约束条件的优化模型,并利用算法对储能配置进行求解和优化。以西藏朗明桑珠孜50 MW光储电站为例,验证了所提平抑策略的有效性。【结果】所提平抑策略在不增加储能充放电切换次数的前提下,将光储系统并网功率波动越限概率由25.64%降至6.41%,且并网功率波动越限概率为5%时,该50 MW并网光伏电站储能系统最优配置为14.5 MW/94 MW·h。【结论】所提抑策略及储能优化配置方法可为并网光储电站优化设计和运行提供技术参考。

高原高寒地区局部阴影下光伏阵列输出功率提升实验研究

高原高寒地区太阳能资源充足,利用光伏发电技术有利于改善当地电源结构。光伏电站出力不足是业内普遍存在的技术难题,光伏组件老化、表面温度高、局部阴影等都会降低光伏电站出力。以4×2光伏阵列为例,通过Matlab/Simulink建模仿真,对不同结构的光伏阵列在局部阴影下的输出特性进行对比,分析表明重构网状(RTCT)结构优于其他3种结构,且最大输出功率平均提升7.7%,为光伏阵列输出功率提升奠定实验基础。基于拉萨搭建的光伏阵列输出功率提升实验平台,采用改变光伏阵列拓扑结构和增加直流优化器2种方法,研发光伏阵列输出功率提升技术。结果表明,采用以上2种方法均能有效提升光伏阵列输出功率,可为光伏电站优化设计和运行提供解决方案。

高原高寒地区并网光储电站设计与运行研究

西藏地处高原高寒地区,太阳能资源极其丰富,建设光储电站有利于改善当地电源结构。然而,高原高寒的恶劣环境对光储设备影响较大。通过对西藏电网结构和日喀则市太阳能资源进行分析,评估建设光储电站的可行性;以朗明桑珠孜50 MW并网光储电站为例,提出适用于高原高寒地区的光储电站设计方案;以光储电站日弃电量最小为目标,进行储能容量配置;并结合光储电站运行数据对电站设计方案进行验证分析。研究表明:光储电站的设计方案在高原高寒地区具有适用性,50 MW光伏发电系统配置12.5 MW/100 MW·h电池储能较为合理,单日可减少约60 MW·h弃电量。研究结果可为高原高寒地区并网光储电站的设计提供参考。

基于铅炭电池的独立光伏储能交直流微网控制策略

针对独立光伏储能交直流微网中光伏出力和负荷投切等易造成功率波动问题,利用铅炭电池储能系统实现微电网内部功率波动平抑和直流电压稳定。首先分析铅炭电池寿命模型及其放电特性,提出了一种通过考虑铅炭电池SOC(StageofCharge)、协调光伏出力和交直流负荷的功率控制策略。具体根据光伏出力和负荷匹配关系,将储能系统的运行分为四种模式,通过切换控制实时调节储能系统输出功率,使微网各部件的工作状态达到动态平衡。最后,在MATLAB/Simulink中搭建光伏储能交直流微网仿真模型。仿真运行结果表明,所提控制策略能够在各模式下稳定运行,验证了铅炭电池模型及功率控制策略的有效性。

基于Simulink的锂离子电池低温环境建模与仿真

针对仿真过程中大多数电池等效模型未能考虑低温对电池性能影响的问题,文章基于充放电性能受低温影响较大的磷酸铁锂电池,构建了适用于短时间、小倍率放电条件的电池等效模型,并进行了仿真与实验验证。首先分别在0℃、5℃、15℃三种条件下对电池进行HPPC测试;其次在Matlab/cftool工具箱中采用指数函数法拟合,求出各项参数值;最后在Matlab/Simulink中建立仿真模型,并进行恒流放电和脉冲放电工况实验验证模型的准确性。结果表明:在脉冲放电工况下该模型模拟精度较高,误差最大不超过0.02 V,在恒流工况下主要放电区间内最大误差也不超过0.04 V。