基于级联多电平换流器的两级式储能系统控制策略

储能技术是构建以新能源为主体的新型电力系统的关键技术和维持微网可靠稳定运行的重要保证。国内外现有理论研究及示范工程主要集中于单级式链式储能系统,功率模块与电池系统之间无源连接,结构简单但控制自由度不高。同时,针对基于链式储能的电池荷电状态(state of charge,SOC)不均衡问题,现有的相内SOC均衡控制策略存在不同负载率适应性不足、极度不均衡时可能过调制等缺点,为此,文中基于两级式链式储能系统,研究其总体控制策略,对相间、相内SOC均衡策略进行分析,并提出一种自适应的相内SOC均衡策略,详细说明均衡控制参数的设计原则。该策略能有效地改善链式储能系统在轻载、重载等不同工况下的适应性和均衡效果。最终通过仿真验证了所提控制策略的可行性和有效性,从而为工程实施提供理论储备和技术支撑。

基于三电平拓扑的两级式储能变流器控制策略

随着电网中分布式可再生能源的渗透率不断增加,微电网的应用引起了广泛的关注。储能变流器作为微电网中的重要组成部分,在其运行管理中发挥着关键的作用;然而,常见的单级式储能变流器输入电压范围窄、适用范围小,两电平储能变流器则具有器件承受大、设备体积大的缺点。为了解决上述问题,提出一种基于三电平拓扑的两级式储能变流器的控制策略,对三电平buck-boost电路与三电平逆变电路的工作过程进行分析,并设计相应的控制策略。所提出的控制策略实现了三电平两级式储能变流器与电网间有功功率和无功功率双向流动的功能,具有功率密度大、直流输入电压范围宽的优点。利用MATLAB/Simulink搭建的仿真模型对所提出的控制策略进行了验证,仿真结果验证了控制策略的有效性与可行性。最后,研制了储能变流器样机进行相关实验,实验结果验证了控制策略的实际应用效果。

市场环境下基于多级储能系统的风电场经济调度策略

随着新能源技术与电力市场结构的不断完善成熟,以风电为代表的分布式新能源将在电力市场中扮演重要角色。通过市场激励有效提升风电场的经济效益,并合理抑制风电出力波动,是新能源消纳过程中亟待探索的问题之一。针对此问题,文章提出了一种在市场环境下基于多级储能系统的风电场经济调度策略。两级储能系统分别用于日前和实时电力市场中的风电并网调度:第一阶段的储能系统用于提高风力发电的经济效益;第二阶段的储能系统用于平滑并入电网的风功率。通过算例验证了该调度策略对提升风电场经济效益、平滑并网电量波动的有效性。

弱太阳能在微功耗传感节点供电装置中的应用

针对物联网中大量间歇性工作的微功耗无线传感节点供电困难的这一问题,设计了一种能以微弱光能作为输入,利用两级储能电容间歇性为传感节点供电的装置。设计出无污染,低成本的供电装置,为物联网的传感节点提供一种简单方便可靠的供电方案。经实测,该电路能够高效的收集微弱光能并进行有效地供电管理。

无线传感器节点的多种能量收集利用

由于许多无线传感器需要长期持续供电,而更换电源的方法不切实际,所以能够让传感器收集环境中的能量,实现自主供电将大大地有利于传感器的持续使用。目前,自主供电方式大多仅是收集环境中的一种能量,但由于环境状况复杂多变,难以实现对单一能量的稳定获取。针对这一问题,设计了一种能够因地制宜地选择收集光能、温差能和风能中的一种或多种能量的独立供电系统。通过对收集装置的结构改造(采用LEC材料、弧形压电转换器、热冷端独立的温差能量收集),以及BQ25504、LTC3588、LTC3109三种能量收集芯片的使用极大地提高了环境能量的利用率。储能部分采取锂离子电容器加钛酸锂电池的双极储能原理,既延长了电源系统的使用寿命,又扩大了使用的温度范围,使电气设备得到长期稳定供电。即使在环境能量较为恶劣时,仍可供电长达半个多月,增强了无线传感器对环境的适应能力,为无线传感器以及相关电气设备的电源设计提供参考。