基于功率差额的光伏微网复合储能容量配置研究

光伏微电网采用超级电容和锂电池组成混合储能系统,通过发挥两种储能各自的优势来提高系统的整体性能.通过合理配置一个光伏微网系统的储能,在提高复合储能系统利用率的同时保证储能建设的经济性.根据光伏出力和微网负载在孤岛运行时的日能量差额以及概率密度函数,确定复合储能容量约束条件;再根据两种储能的响应时间以及负载优先级情况,提出一种确定复合储能优化配置量方案;最后通过仿真算例验证了根据实际需求设计安装的储能设备能满足对可再生能源利用率和经济性的要求.

基于差额功率转换的锂电池储能系统建模与可靠性分析

相较电池储能系统的传统全功率直流转换方案,差额功率转换拓扑构架可以降低功率变换器设计容量、成本及运行损耗,提升锂电池能量存储性能。现有文献对差额功率储能系统容量优化设计、数学模型、可靠性对比及电池充放电特性的深入研究较少。为此,文章通过量化分析锂电池电压范围实现差额功率变换器容量优化设计,建立稳态电路模型及频域模型分析系统可控性、动态特性及稳定性。在此基础上,建立可靠性模型,对比不同储能系统平均失效时间,评价可靠性差异。仿真结果表明,差额功率储能方案可靠性高于传统全功率直流转换储能方案。最终,研制基于全桥移相双向DC-DC变换器的24V差额功率储能系统样机,通过10A恒流充放电实验,验证差额功率储能系统动态特性及充放电运行稳定性。

基于云边协同的交直流混联电网线路过负荷协调控制方法

针对交直流混联电网线路过负荷影响因素较多导致线路运行特征难捕捉、难以实现精准控制的问题,提出基于云边协同的过负荷协调控制方法。建立过负荷状态数学模型,采用解耦算法求解不同程度过负荷情况下电力参数增量值并进行特征提取,将其作为云边协同算法的云计算参照值,获得同时符合功率最佳、能耗最小以及避免切负荷要求的协调控制参数,实现协调控制。实验结果表明:云边协同方法在盲区约束下可以准确检测盲区以外的所有节点,未出现漏检现象;光伏、风电出力的节点功率变化明显高于正常节点,节点过负荷控制效果较好。

基于改进递归融合算法的电力系统主动解列断面搜索方法

电力系统主动解列作为电力系统三道防线的最后一道防线起着至关重要的作用。提出了一种新的电力系统主动解列断面搜索算法。该方法基于图割集的搜索算法,通过"定位+搜索"的二阶段方法来求出最终的电网解列断面。相比于其他方法,该方法具有如下特点:根据电流追踪法确定了解列断面搜索区域,减小了解列断面的搜索范围;保证了非解列区域结构的合理性,减小了解列之后潮流计算不收敛的可能性;未对解列断面搜索区域内的节点进行合并,避免了合理解列断面的丢失;运用改进的递归融合算法进行断面搜索,可以搜索出区域内的全部的解列断面。通过对新英格兰系统和IEEE-118节点系统进行解列断面搜索的仿真计算,验证了该方法的有效性和准确性。

基于双模糊逻辑的复合电源能量管理策略研究

复合电源集的多电源优势在新能源发电、储能、用能领域得到广泛应用,由于结构、性能及需求等特殊性,复合电源在使用过程中存在功率分配不合理的问题。为了解决上述问题,文中在传统的单模糊逻辑控制器的基础上增加一个模糊控制器,提出一种基于双模糊逻辑控制器的能量管理策略。该策略的第一个模糊控制器基于锂电池端电压和锂电池荷电状态对电池的电量进行综合衡量,提高估算锂电池电量状态的准确度;第二个模糊控制器以负载功率、光伏功率、超级电容SOC和锂电池电量状态作为输入,根据模糊规则输出锂电池功率分配系数,进行差额功率分配。通过Matlab/Simulink仿真平台对提出的能量管理策略进行验证。仿真结果表明,所提控制策略能够根据负载需求合理分配复合电源各单元的功率输出,有效地将锂电池充放电电流控制在一定范围内,验证了该策略的有效性。

基于变分模态分解的混合储能容量优化配置

受光照强度、温度等影响,光伏发电具有随机性和间歇性,使光伏输出功率具有较大波动,影响电网的安全运行。针对光伏发电功率波动率较大这一情况,以蓄电池和超级电容器组成的混合储能系统为研究对象对光伏功率波动进行平抑,提出基于变分模态分解的功率分配方法,结合光伏功率波动率和储能响应特性,将光伏功率划分为符合国家标准的并网功率和高、低补偿功率,高、低补偿功率分别由超级电容器和蓄电池补偿,建立以混合储能系统年综合成本最小为目标函数的容量优化配置模型,考虑功率平衡、充放电功率限制及荷电状态等约束条件,采用对适应度值进行高斯加权的改进粒子群算法求解,得到满足系统补偿要求的储能设备的容量配置,实现混合储能系统的年综合成本最小化。通过算例,对比分析变分模态分解和经验模态分解两种分配方法的混合储能容量配置和成本,同时对比分析基于变分模态分解的混合储能和单一储能的容量配置结果和成本,结果表明所提方法平抑了光伏功率波动,降低了储能的容量和年综合成本,提高了系统的可靠性和经济性。

一种多输入变换器在光伏DMPPT中的应用

为了解决光伏系统中由于在实际环境中光照不均、阴影遮挡、光伏板老化程度差异等因素导致的失配问题,采用分布式最大功率跟踪DMPPT(distributed maximum power point tracking)结构是有效方法之一。针对光伏DMPPT结构提出了一种基于差额功率结构的多输入变换器拓扑及分时控制策略。该拓扑及控制策略不仅只用1个MPPT控制单元就可完全消除光伏板间的失配问题、使各个光伏板输出其理想最大功率,而且变换器拓扑采用差额功率结构,该结构具有降低变换器的功率等级要求和提高系统的电压增益等优点。对该拓扑及控制策略进行了详细分析,并在Matlab/Simulink中仿真验证。仿真结果表明,即使在光照不均及光照突变的情况下,每个光伏板仍都可以工作在各自理想最大功率点上。