考虑氢能应用的光伏直流微电网中储能容量配置寻优方法研究

针对光伏出力的间歇性与不稳定性,使得单纯依赖蓄电池进行能量平抑和调节,难以满足微电网持续稳定运行的需求,提出考虑氢能应用的光伏直流微电网中储能容量配置寻优方法。考虑氢能在光伏直流微电网中的应用,对光伏电池、蓄电池以及电解槽—储氢罐—燃料电池建模分析。根据建模分析结果,设计功率平抑控制策略与混合储能充放电管理策略。将最大化年净利润与光伏自消纳率作为优化目标,建立储能容量配置优化模型,获得储能容量最优配置结果。实验结果表明,应用所提方法后,光伏直流微电网的功率偏移率实现了显著的降低,调峰能力得到了有效优化,并且调度后微电网的自平衡率大幅提升,表明该方法具有良好的容量配置效果。

考虑双重SOC的混合储能系统功率协调控制

为了降低直流微网系统中负载变化或者多源出力变化引起的功率波动,提出一种同时考虑蓄电池和超级电容荷电状态(state of charge,SOC)的混合储能协调控制策略。首先,分析直流微网系统协调控制原理,在此基础上,通过低通滤波器对所需平抑功率进行分频,低频功率由蓄电池承担,高频功率及系统开关的高频纹波由超级电容承担,根据频率响应确定了滤波器的时间常数调整原则;然后,将超级电容和蓄电池各自的SOC实时状态作为反馈观测量,根据两者的SOC状态并结合实际功率需求,将系统划分成11个工作模式,分析了不同工作模式下的功率需求,依据不同工作模式下的功率需求进行功率调整,进而实现功率二次分配;最后,将所提策略在4种典型情况下进行仿真验证,实验结果验证了该策略的有效性。

多光储微电网系统海量资源优化配置方法研究

多光储微电网在运行过程中,受接入新能源间歇性与波动性的影响较大。为提升其灵活性与适应力,设计一种多光储微电网系统海量资源优化配置方法。以系统成本最小化、多光储微电网系统利用率最大化以及多光储微电网系统优化配置为目标,构建多光储微电网系统海量资源优化配置的目标函数。对于构建的目标函数,制定其储能电池电量方面的约束条件、可靠性约束条件与负荷转移约束条件。通过回溯搜索算法求解目标函数,实现海量资源的优化配置。测试结果表明,该方法在考虑100%经济性、100%可靠性、70%可靠性的情况下,配置结果分别处于-150~220 kW、390~410 kW、270~320 kW之间,具有较平稳的配置结果,消耗的有功功率较低。

基于自适应SMPC的风-光-储混合微电网实时优化调度研究

针对风力发电、光伏发电的随机性、波动性,研究了风-光-储混合微电网系统中新能源消纳、储能分时电价、联络线阻塞等问题,构筑了风能-光能-储能多能源互补下的微电网实时优化调度模型。首先,探究了风-光-储混合微电网模型,引入了一种自适应随机模型预测方法,将混合整数非线性优化问题转化为二次规划问题,使风电、光电具有一定的可调度性。其次,以经济性和稳定性最优为目标建立了混合系统的实时优化调度模型。最后,通过IEEE-30节点6机组系统仿真分析,验证了所提调度策略及模型算法的经济性与可行性。

电动汽车与绿电融合示范实践——园区光储充微电网技术应用示范实践

基于全球环境基金(GEF)上海市示范项目中新能源汽车和可再生能源融合发展8大类场景,分析了以产业园区、校园校区为应用场景的光储充微电网示范实践的技术方案、运营模式、运营效果等。实践证明,光储充微电网技术应用是使电动汽车与绿电融合发展的有效形式,可有效实现削峰填谷、增加区域内本地可再生能源的消纳,取得了较好的节能减排效果,是实现绿色低碳出行商业化推广应用的重要路径之一。

基于V2G的单相微电网电压调节策略研究

针对由超级电容器和蓄电池组成的混合储能装置提供动力的电动汽车,在此研究了基于电动汽车与电网互动(V2G)的单相微电网电压波动调节系统,提出了充电储能和V2G两种工作模式,并对两种工作模式的工作原理及控制策略进行了深入分析,搭建了实验平台,分别对充电储能模式和V2G模式进行了实验验证,实验结果表明基于V2G的单相微电网电压调节策略的正确性和可行性。

基于荷电状态的混合储能系统协调控制策略

为优化混合储能系统运行状态,提出了一种新型混合储能分层协调控制策略,包括上层能量管理与下层混合储能控制。上层能量管理层根据微电网母线电压、频率以及混合储能系统综合荷电状态(SOCHESS),利用模糊逻辑算法优化混合储能系统的充放电功率,使得储能设备的荷电状态维持在合理范围。下层混合储能控制层在低通滤波器的基础上根据磷酸铁锂电池和超级电容器各自的SOC,建立分配功率修正算法,优化储能单元的SOC状态。仿真实验证明,所提出的基于荷电状态SOC的分层协调控制,有效地降低了混合储能的SOC的变化范围,防止储能设备的过充或过放。

VRB-Boost变换器系统非线性行为对储能系统的影响特性

在钒液流电池Boost变换器系统中,系统参数尤其是钒液流电池(vanadium redox flow batteries,VRB)荷电状态(state of charge,SOC)和负载对系统非线性行为影响较大,是系统安全稳定运行面临的主要问题之一。为此,基于VRB的电气特性建立其数学模型,采用频闪映射方法建立了电流型Boost变换器离散迭代映射模型,结合以上模型建立了VRB-Boost变换器系统统一模型。在系统统一模型基础上分析了SOC和负载R影响系统非线性行为的原因,编程仿真得到系统输出随钒电池SOC和负载R变化的分岔图,通过系统输出分岔图之间的对比,得出钒电池SOC和负载R对系统非线性行为的影响规律,试验结果验证了理论分析的正确性。

光伏发电技术及其发展方向思考

根据我国光伏发电技术的发展现状,分析了光伏发电和光热发电的技术特点及发展前景,探讨了基于光储一体化的微电网工程实践,提出了一些适合我国国情的光伏产业有序发展设想。

光伏微网系统中蓄电池充放电管理策略

光伏微网系统包括双向逆变器、铅酸蓄电池组、光伏组件、MPPT充电控制器。根据微网系统负载变化规律、双向逆变器容量、光伏组件容量来计算微网系统中铅酸蓄电池的容量,再通过双向逆变器与MPPT充电控制器的协调控制对铅酸蓄电池进行充、放电管理。同时,通过铅酸蓄电池的充、放电管理,实现光伏微网系统运行模式的无缝切换,增强微网系统的稳定性。

微电网飞轮储能阵列协调控制策略研究

本文研究了并联到同一直流母线的飞轮储能阵列协调控制策略,对经典的3种功率控制策略下的荷电状态(SOC)变化率进行了推导和分析,提出改进系数的下垂控制策略,同时针对微网电压低、阻抗小引起的静态误差控制问题,采取引入虚拟阻抗的改进系数下垂控制策略进行补偿,从而改善了系统功率分配精度。最后建立了含风电场的微电网模型,仿真验证上述控制策略的有效性。

考虑电动汽车充放电响应的微电网混合储能配置

由于微电网内部新能源出力以及负荷的波动性,导致微电网内部新能源的弃风弃光以及负荷高峰时段失负荷问题严重。提出了一种考虑电动汽车充放电响应的混合储能配置方法。充分利用电动汽车的灵活充放电特性,以分时电价为背景最大程度减少微电网内的失负荷惩罚成本,并促进弃风弃光功率的消纳;利用混合储能系统对电动汽车响应后微电网内的弃风弃光功率进行吸收并在负荷高峰时段放电,以减少失负荷功率,以净现值作为混合储能配置的目标函数。利用粒子群算法求解净现值最大情况下的混合储能配置方案。仿真结果表明,该配置方案具有更好的经济性。

基于电动汽车移动储能特性的直流微网控制策略

直流微电网中的分布式电源和负荷的功率双波动特性会导致直流母线电压变化,影响微电网的稳定运行。而电动汽车具有灵活的移动储能特性,可作为常规储能设备的补充,有效改善电压质量。为此,首先结合车和电池的运行特性,对电动汽车进行建模。其次,基于此模型,提出一种兼顾用户侧和微电网侧的电动汽车充放电控制策略。通过设定电池荷电状态滞环区间和直流微电网母线电压波动阈值范围,在满足用户用车需求的前提下,最大限度发挥电动汽车的储能特性,稳定直流母线电压。最后,通过仿真验证了所提出的电动汽车模型和充放电控制策略的有效性与可行性。

基于功率交互和充放速率优化的交直流混合微网控制策略研究

针对具有间歇性和波动性的风光分布式微源,为保证微电网电能质量具有较高的可靠性和稳定性,建立具有燃气轮机和混合储能系统的交直流微网结构并提出一种新型的功率分配策略,可增强微网孤岛运行的灵活性。该控制策略将系统总功率差额进行滤波后采用蓄电池承担负载瞬间波动功率的低频分量且对其功率吞吐速率进行优化控制,蓄电池并维持母线电压的稳定;超级电容提供其差值功率,同时系统能量平稳后由蓄电池承担超级电容产生能量的盈亏,时刻维持其电压初始状态,实现储能间的功率交互并且可有效降低对其配置设备容量的要求。分析混储系统无法长期运行时与燃气轮机的协调控制情况。最后,通过Matlab/Simulink混合储能交直流微网的算例仿真,验证所提能量管理方案的可行性和控制策略的有效性。

基于功率交互及动态分配的多储能单元控制策略

为了提高微网中储能系统的稳定性,充分发挥其功率松弛作用,提出基于功率交互及动态分配的多储能单元控制策略。首先,依据荷源功率差确定系统工作模式,并将储能主导模式进一步划分。在此基础上,提出储能单元间的功率交互控制,控制临界单元在不影响系统正常功率平衡前提下进行反向功率流动,使其荷电状态向稳定运行区间恢复;然后,针对交互修正功率及系统总功率的分配问题,提出计及可充放电量及极限功率的功率动态分配策略,优先按照各单元可充放电量比例进行分配,同时引入分配比例修正环避免既定分配策略导致的功率超限情况。最后,将所提控制策略应用于直流微网进行仿真,结果表明该策略能够实现临界储能单元荷电状态自恢复、系统总功率自分配的功能,进而提高储能系统的可靠性和灵活性。

园区光储充微电网系统关键技术研究

以满足将来电网消纳规模化可再生能源的需求出发,研究适合工商业园区推广应用的光储充微电网系统关键技术。首先论述园区光储充微电网的必要性,然后搭建了园区光储充微电网的系统架构,以及各系统通信方式的说明。研究园区光储充微电网的顺序控制策略,包括并网模式和离网模式以及并离网切换技术。最后在园区光储充微电网的经济性,从直接体现和间接体现进行建模分析和论述。

光储微电网研究现状及其在农业领域应用发展趋势

近年来,光储微电网在农业领域的应用崭露头角,以其无污染、无噪声、可再生等特点成为国内外的热点研究课题。由于光伏电池的物理特性以及微电网拓扑结构多元性,使得光储微电网在结构设计、运行调度和保护控制等方面存在技术壁垒。该文对当前主流的光储微电网控制策略和光储协调控制等关键技术进行了阐述与总结,以期为我国农业领域发展的研究提供参考。

基于能量路由器的风光储用微网系统容量优化配置研究

风光储用微网系统容量配置是能源互联网建设的关键问题之一。通过合理的容量配置,可以降低微网系统中电力电子变换器的整体损耗。为实现整体系统的节能,首先需对微网系统损耗特性进行精准建模。相对传统的将变换器效率视为定值的建模方法,文章通过分段线性拟合的建模方法更精准地描述了微网系统变换器效率随输出功率变化的特性,并在建立微网系统时综合考虑了风能与太阳能的互补特性以及电动汽车集中充电站的储能特性,提高了微网系统配置的灵活性和可靠性。基于该微网系统模型,文章通过模拟退火算法实现了风光系统、储能系统的系统容量优化配置,并通过算例验证了所提方法的准确性和有效性。该优化配置相对于一般专家配置可降低损耗36.68%;相较电动汽车只作为负载的情况,当电动汽车作为储能设备时,微网系统整体损耗可降低9.30%。

微电网中分布式发电的荷电状态控制策略

微电网中分布式发电(DG)需要搭配储能模块满足持续的供电需求,如何对储能模块的SOC进行控制就非常重要。在传统下垂控制的基础上,增加了基于比例积分(PI)调节器的荷电状态(SOC)控制环节,并在建立小信号模型的基础上,通过极点配置的方式设计了调节器参数,使得系统具有良好的动态性能,最后通过仿真验证了控制策略的正确性和可行性。

微电网混合储能系统充放电控制策略研究

考虑到由蓄电池和超级电容组成的混合储能系统有利于稳定微电网直流母线电压和优化充放电过程,提出了一种基于直流母线电压稳定的混合储能系统充放电控制策略。该控制策略以直流母线电压稳定为控制目标,实现混合储能系统外部功率平衡,结合超级电容的快充能力和蓄电池的续充能力,以超级电容电压和蓄电池的荷电状态为判断条件,实现混合储能系统内部功率平衡。在Matlab/Simulink环境构建孤岛模式下微电网混合储能系统模型,分析了微电网混合储能系统在负荷功率波动时的运行特性,仿真结果验证了该控制策略在稳定直流母线电压同时降低了蓄电池的充放电次数。