混合储能系统拓扑及其多模式综合协调控制

在分布式发电系统中,储能系统要同时具备高功率密度和高能量密度的特点,单种储能元件往往难以达到这个要求,蓄电池与超级电容在性能上具有很强的互补性。此处将蓄电池与超级电容分别通过双向半桥变换器连接到直流母线上构成混合储能系统(HESS),蓄电池稳定直流母线电压以维持母线上能量供需平衡,超级电容迅速提供负载波动功率高频分量,抑制负载突变对直流母线造成的冲击。分析了负载功率高频分量的检测方法,建立了双向半桥变换器的数学模型和4种模式下的控制策略。利用DSP实现储能系统的综合控制,通过仿真和实验验证了系统控制策略的有效性。

蓄电池与超级电容混合储能系统的控制策略

在分布式发电系统中,储能系统要同时具备高功率密度和高能量密度的特点,单种储能元件往往难以达到这个要求,蓄电池与超级电容在性能上具有很强的互补性。本文将蓄电池与超级电容分别通过双向半桥变换器连接到直流母线上构成混合储能系统,蓄电池稳定直流母线电压以维持母线上能量供需平衡,超级电容迅速提供负载波动功率高频分量,抑制负载突变对直流母线造成的冲击。分析了负载功率高频分量的检测方法,建立了双向半桥变换器的数学模型和四种模式下的控制策略。利用DSP实现储能系统的综合控制,通过仿真和实验验证了系统控制策略的有效性。

平抑光伏系统波动的混合储能控制策略

蓄电池/超级电容混合储能系统可以同时发挥蓄电池高能量密度以及超级电容高功率密度的优势,适应用于微网。在Buck/Boost双向功率变换器与直流母线相连的独立光伏微网中,提出一种将储能系统总负荷功率滤波后,采用电流滞环控制蓄电池的充放电、超级电容提供差值功率的新型能量管理方案,以优化对混合储能系统的管理。为平抑光伏出力波动,实现对直流母线电压的控制,针对超级电容的Buck/Boost双向功率变换器,在电压电流双闭环基础上,利用输入电压、负载电流前馈环消除了二者的变化对输出电压的扰动,提高了系统的动态响应速度与控制精度;利用电容电压前馈环消除了由于负载电流大小及方向的改变对系统闭环极点变动的影响,提高了系统的稳定性。仿真结果验证了所提能量管理方案及控制策略的有效性。

考虑混合储能荷电状态的独立光伏系统控制策略

独立光伏系统中配备由蓄电池与超级电容组成的混合储能系统可以实现功率平滑、能量平衡以及提高电能质量。在同时考虑蓄电池与超级电容各自的荷电状态以及不同重要等级负荷的情况下,提出了对混合储能的能量管理及对应Buck/Boost双向功率变换器的控制策略。该能量管理方案可以在保证微网的正常运行下维持储能元件在合理的荷电状态;该控制策略可以保证蓄电池的阶段式恒流充电和过充过放保护以及对直流母线电压的稳定快速控制。建立了独立光伏系统的模型,给出了变换器的控制策略,仿真结果验证了所提能量管理方案及控制策略的有效性。

有源式超级电容器-蓄电池混合储能系统的研究

建立了基于功率变换器的有源式超级电容器．蓄电池混合储能系统的模型，并对控制环节进行了设计，提出了一种在脉动负载下蓄电池恒流输出的控制策略。对该模型进行了实验，并与无源式储能结构的性能进行了比较，结果表明，有源式混合储能系统配置灵活，能够大大提升系统的性能和优化蓄电池的工作过程，非常适合于负载动率脉动，尤其是瞬时功率很高。但平均功率较低的应用场合。最后，给出了确定有源式混合储能系统中超级电容器技术参数和容量配置的依据。

基于新型混合储能结构的独立光伏发电系统

针对独立光伏发电系统特殊的工作情况,提出一种基于新型双向Buck变换器的有源式混合储能方案。建立系统模型,给出系统能量管理和控制策略。仿真和实验结果表明:所提出的混合储能方案能充分发挥超级电容器的优势,有效改善蓄电池的工作状态,延长其使用寿命,特别适合于负载功率脉动频繁的独立光伏发电系统。

微电网供电系统混合储能优化控制研究

由于分布式能源的间歇性、随机性缺点容易造成微电网系统中电压波动、功率波动等问题,对电网的供电质量影响很大。为了维持微电网供电系统中的电压、功率平衡,并且保证微电网系统稳定运行,储能系统需要频繁地吸收或释放分布式发电单元侧与供电系统负载侧之间的功率差值。通过对DC/DC双向变换器组成的混合储能结构和储能装置充放电过程的分析,提出一种改进的微电网供电系统混合储能控制策略。运用Matlab/Simulink仿真软件,建立了带有混合储能的微电网供电系统仿真模型,得到微电网供电系统的直流母线电压、功率变化曲线。曲线结果显示微电网供电系统的直流母线电压、功率得到了很好地平衡,从而验证了所提出的混合储能控制策略的可行性和优越性。

混合动力汽车再生制动能量回收技术研究

混合动力汽车的频繁制动会产生大量的电能,为了有效吸收汽车再生制动产生的能量,提出了一种超级电容储能与蓄电池相结合的吸收方案,超级电容储能可以高效回收制动产生的能量,蓄电池的辅助吸收可以降低超级电容器容量的限制,有效稳定直流电压.

锂电池组储能的混合动力RTG系统设计

锂电池组与柴油机构成的混合动力起重机系统是港口节能减排的一项重要技术。针对起重机再生制动能量的回收,设计了双向DC-DC变换器来实现锂电池组储能系统的两种工作模式(再生制动模式和锂电池组放电模式);对双向DC-DC变流器升压工作方式设计了双闭环控制器,降压工作方式设计了电流环和电压环两种控制器,并进行了对比,从而实现了对锂电池组储能系统充、放电过程和不同运行模式间切换过程的控制。运用PLECS搭建了系统仿真模型,仿真结果表明,在制动能量回收过程中,采用电压环控制器可以实现较高效率的制动能量回收。