基于SOC调整的光伏电站储能系统调控策略

光伏（PV）发电输出功率具有波动幅度大和随机性强的特点,大规模并网光伏电站需要电池储能系统（BESS）对输出功率波动进行平滑抑制,以降低对电网的冲击。提出了一种衡量不同BESS控制策略抑制PV功率波动能力的评价指标,针对现有基本功率平滑控制策略的不足,提出基于电池荷电状态(SOC)调整输出的储能功率控制策略。通过调节BESS输出功率,对PV输出功率中较高频段波动成分进行补偿,并且在储能电池荷电状态（SOC）偏高/低时对输出功率加以自适应调整,在不削弱补偿效果的前提下,将SOC维持在正常范围内。仿真结果表明所提方法在光伏输出波动剧烈时仍有较好的平滑效果,并且对电池容量的需求较小。     

平滑光伏功率波动的储能系统充放电控制策略研究

在光伏发电系统中配备一定的储能装置可以平滑光伏发电的功率波动,提高系统的供电可靠性,增强电网的调控能力。以光储联合发电系统为研究对象,在滤波原理的基础上,设计了一种计及电池充放电深度的储能系统充放电控制策略。该策略计及储能电池荷电状态,防止过度充放电加快其寿命老损,通过调节储能系统输出有功功率,对光伏出力波动进行动态补偿。以无锡市某屋顶光伏电站为例进行了仿真研究,仿真结果表明,所提策略能够充分考虑储能系统容量配置,最大程度的动态平滑光伏发电系统输出功率波动,有效延长储能电池使用寿命。     

电动汽车电池储能在光伏发电并网中的应用

光伏发电日益成为满足用电负荷需求、提高能源综合利用效率、提高供电可靠性的一种有效途径。由于光伏发电出力具有波动性的特点,储能装置在光伏发电系统中必不可少。为实现光伏发电平滑并网,减少对电网和用电设备的冲击,提出将电动汽车电池作为光伏发电并网系统的储能单元的方案。制定了电动汽车电池分别作为可调度负载和分布式电源与光伏发电系统协调运行的充、放电的控制策略,并实现了电动汽车储能在光伏发电系统中的多种应用,包括跟踪发电计划,平滑发电功率输出、进行光伏发电消纳和实现电网负荷削峰填谷等。不仅为电动汽车电池储能应用于智能电网提供了新的思路,也为光伏发电并网提供新的解决方案。     

基于双回路SOC调节的风电场功率平滑控制策略

针对风电并网发电系统的功率波动问题,本文研究了一种基于双回路SOC调节的混合储能系统风电场功率平滑控制策略。对含有全钒液流电池和锂电池的混合储能系统,通过双回路SOC调节控制,合理分配锂电池和液流电池的实际输出功率,并实时更新混合储能的荷电状态。该控制策略实现了风电有功功率的平滑需求,并且使锂电池和全钒液流电池的SOC值稳定在安全范围内,可以有效减少锂电池的充放电次数,达到保护电池的目的。通过仿真实验,验证了该控制方法的有效性。     

基于滑动最小二乘算法和电池荷电状态的储能系统平滑控制策略

利用电池储能系统平滑间歇式电源的输出功率波动可以提高该类电源输出功率的稳定性。提出一种基于滑动最小二乘算法和电池荷电状态的电池储能系统实时控制策略。通过滑动最小二乘拟合算法确定储能系统的功率输出量,并辅助以荷电状态和最大波动功率限制调节,从而有效降低平滑控制过程中电池的充放电深度。实验结果显示,与传统基于滤波算法的控制策略相比,在获得相同平滑效果的情况下,新的控制策略具有更小的荷电状态波动量,可以较大程度降低所需电池容量,并延长电池的寿命。     

基于滑动最小二乘算法和电池荷电状态的储能 系统平滑控制策略

利用电池储能系统平滑间歇式电源的输出功率波动可以提高该类电源输出功率的稳定性。提出一种基于滑动最小二乘算法和电池荷电状态的电池储能系统实时控制策略。通过滑动最小二乘拟合算法确定储能系统的功率输出量,并辅助以荷电状态和最大波动功率限制调节,从而有效降低平滑控制过程中电池的充放电深度。实验结果显示,与传统基于滤波算法的控制策略相比,在获得相同平滑效果的情况下,新的控制策略具有更小的荷电状态波动量,可以较大程度降低所需电池容量,并延长电池的寿命。     

储能型光伏系统功率控制仿真分析

光伏发电系统输出功率易受外部环境的影响,存在诸多不确定因素.该文采用蓄电池储能单元作为光伏并网的能量缓冲装置,以控制并网的功率输出.文中建立了基于等效电路的电池储能光伏并网系统整体动态数学模型,设计相应的控制策略,对系统的输出功率进行控制,并以随机光照强度的扰动为例,对系统输出的电能质量和稳定性进行仿真研究.结果表明,...     

电池储能电站在风力发电中的应用研究

对利用电池储能电站平滑风电场的输出,减小风电输出功率的波动对电网的影响进行了仿真研究。以基于铅酸蓄电池的电池储能电站为研究对象,建立了基于铅酸蓄电池三阶动态等效电路模型的电池储能电站动态数学模型;设计了一种考虑铅酸蓄电池荷电状态的一阶滤波有功控制策略;应用Matlab软件中的Simulink环境,以建立的数学模型为基础搭建了仿真平台。以随机风为例,对采用电池储能电站平滑并网风电场有功功率输出进行了仿真研究。仿真结果表明电池储能电站在动态平滑风电场有功功率输出的同时,还得到了有效保护。     

风电配套电池储能电站的仿真研究

对利用电池储能电站平滑风电场的输出,减小风电输出功率的波动对电网的影响进行了仿真研究。以基于铅酸蓄电池的电池储能电站为研究对象,建立了基于铅酸蓄电池三阶动态等效电路模型的电池储能电站动态数学模型;设计了一种考虑铅酸蓄电池荷电状态的一阶滤波有功控制策略;应用Matlab软件中的Simulink环境,以建立的数学模型为基础搭建了仿真平台。以随机风为例,对采用电池储能电站平滑并网风电场有功功率输出进行了仿真研究。仿真结果表明电池储能电站在动态平滑风电场有功功率输出的同时,还得到了有效保护。     

考虑电池储能系统荷电状态的近海可再生能源综合发电协调控制

近海可再生能源综合发电系统融合近海风电、波浪能发电以及潮流能发电于体,其输出功率具有较大的随机波动特性。为减小功率波动对电网的不利影响,采用电池储能对综合发电系统的输出功率进行平滑。在此基础上,考虑电池的荷电状态,提出了在防止电池过充过放的同时尽可能保持系统输出功率平稳的协调控制策略。当荷电状态维持在正常水平时,通过电池的充放电控制平抑功率波动;当电池发生过充电时,通过风电和潮流能机组的超速与变桨距协调控制,降低发电机侧输出功率;当电池发生过放电时,通过降低网侧输出功率设定值使电池恢复到正常工作状态。算例结果验证了上述方法的正确性和有效性。     

超导—蓄电池混合储能装置接于配电网对电压稳定性的影响

建立了超导储能(SMES)-蓄电池(BESS)混合储能在电压分析中的简化数学模型。充分利用蓄电池的能量密度大、造价低和超导储能的功率密度大,循环周期长的优点互补供电,大大提高了系统改善电压的性能。混合储能装置经双桥系统与配电网交流系统相接,能大大提高接入的容量。具有快速响应的超导储能装置使得混合储能装置具有快速接入的特点,采用触发角控制原则触动系统输出功率来改善电压稳定。在Matlab平台上,对给出的算例进行仿真计算。仿真结果表明,混合式储能装置接于配电网能有效的改善系统的电压稳定性。     

Demand Side Management for Stand-Alone Microgrid Using Coordinated Control of Battery Energy Storage System and Hybrid Renewable Energy Sources

Abstract

Distributed generation with battery energy storage (BES) system is an alternative solution for stand-alone AC supply systems. This article addresses the issue of voltage variability of stand-alone microgrid with the adoption of intelligent micro-source controllers. The high energy density of the BES system is used to compensate the voltage fluctuation. A control mechanism is designed to regulate the flow of electrical energy from BES system. The control structure of DC–AC microgrid integrated with BES system is proposed, and the study is extended to explore the mechanism of demand side management (DSM) with the incorporation of voltage-droop characteristics. The BES system is interlinked to maintain the voltage to a desirable range and the proposed work is intended to show the introductory concept on DSM accomplished through voltage-reduction at the consumption-side. The proposed control strategy not only achieves frequency-regulation in adherence to IEEE Standard-1547, but also maintains customers’ quality of service while customizing voltage for regulating DSM. The basis of regulating the nickel-metal-hydride battery is state-of-charge of BES system and voltage generated by the hybrid sources consist of photovoltaic and wind energy systems. The adequacy of the proposed control scheme with BES-module is validated using time-domain simulation studies considering voltage-dependent-loads.     

电池储能装置在抑制电力系统低频振荡中的应用

提出应用电池储能装置来抑制电力系统低频振荡,其特点是能快速地根据系统目前的状况从系统吸收或向系统发出有功和无功功率,并且有功、无功是相互独立的,可以同时互不干扰地进行。应用商业软件PSS/E对四机两区域电力系统和华东电网进行了仿真,比较了电池储能装置安装在不同位置、在不同控制方式及不同容量下抑制系统低频振荡的效果。结果表明,所接入储能装置的地点和控制方式、控制策略和容量对抑制系统低频振荡的效果有重要影响。     

能量暂存式集成光电微能源能量管理及系统设计研究

为满足MEMS无线传感器节点微型化的设计要求,设计了一种能量暂存式集成光电微能源系统。其利用传感器节点功耗特性,采用暂存式能量管理方案,在传感器节点休眠状态存储能量,在传感器节点激活状态为节点供电。并通过设计合适容量的能量暂存器,将光伏电池输出电压控制在最大功率区,提高光伏电池的能量转换效率。设计的能量暂存式能量管理方案能有效解决光伏电池面积较大和能量利用率低的问题。另外,设计系统所用器件具有较好的集成工艺兼容性,且所设计系统具有较好的输出稳定性。     

考虑储能动态运行特性的充电站光储容量优化配置模型

光伏和储能技术的快速发展,为“新基建”背景下大规模充电桩接入电网提供了可靠支撑。考虑到城市充电站配置光伏以及储能系统,文章提出了光储容量优化配置方法。首先,基于储能系统的充放电特性,融合储能容量衰减、寿命损耗、动态效率特性,建立了动态的精细化储能模型。然后,在精细化储能模型基础上,以充电站成本最小化为目标建立混合整数非线性模型(mixed integer non-linear programming, MINLP),并通过分离变量转化为双层规划模型,外层利用遗传算法全局寻优,内层转化为线性规划模型求解,最终确定充电站的最优光储配置容量。最后,通过算例对模型进行仿真,仿真结果证明了模型及其求解方法的可行性,能够为电动汽车充电站的光储容量配置提供参考。     

基于MEEMD-ARIMA模型的波浪能发电系统输出功率预测

波浪能作为一种储量丰富的清洁能源,是未来理想的能源之一.但其具有较强的随机波动特性,因此,可靠地预测波浪能发电系统的输出功率能给复杂电网的调度带来极大的便利.文中提出基于改进的总体经验模态分解(MEEMD)-差分整合移动平均自回归(ARIMA)模型的波浪能组合预测.首先,基于海浪计算原理,计算混合浪的每小时平均波高与周期.其次,采用MEEMD对每小时平均波高与周期进行分解,得到一系列特征互异的本征模态函数(IMF)和余量,并将平均波高分解的结果与离散小波变换分解结果做对比.然后,将得到的分量分别建立ARIMA预测模型,通过叠加得到每小时平均波高与周期的预测值.最后,建立直驱式波浪能发电系统波高-功率转换模型,实例结果验证了该组合模型预测的有效性.     

基于储能实时修正双环控制的微电网能量管理方法

提升各类可再生能源(RES)高效并网发电是应对全球环境恶化、能源短缺的有效方法。但各类能源的出力特性不同,如何有效分配使用各类能源是目前微电网需要解决的主要问题。针对此问题,采用冷热电联产(CCHP)与储能系统相结合的运行方式,利用优化算法分层控制微型燃气轮机出力和储能系统的充放电功率,综合协调光伏、风电、微型燃气轮机输出和用户负荷需求,解决能源出力和负荷需求分布不对等问题,实现RES高效使用。其中,针对储能系统充放电控制,提出一种基于预测数据实时修正的能量管理方法,可以减小预测误差对储能系统充放电控制的干扰,提高能量管控的灵活性。实测数据试验结果显示,与固定阈值法和自适应算法相比,所提算法在充分利用各类能源基础上有效起到了削减负荷峰值的作用,减小冲击负荷对电网的影响,实现了能源的经济、优化利用。     

马尔可夫预测的多目标优化储能系统平抑风电场功率波动

在高比例风电主导的可再生能源电力系统中,配置储能系统是缓解风电功率波动、实现削峰填谷、提高风电可调度性的有效解决方案。文中从大规模储能出力水平以及风电未来输出对当前储能运行影响的角度出发,设计了风储联合运行的多目标优化仿真模型。采用马尔可夫预测模型形成风功率未来输出评估,同时利用粒子群优化算法实时滚动优化风储并网功率,获得储能电池最优运行策略。利用某百兆瓦级风电场的典型风功率数据进行仿真,仿真结果表明所提方法平滑效果良好,避免了储能电池过度充放电,防止了储能电池进入死区的情况,提高了风储一体化系统的可靠性和经济性。     

考虑储能峰谷价差套利的综合能源系统策略性经济配置

计及储能系统分时电价峰谷价差套利,提出了综合能源系统的供热/冷、供电策略,并以此作为经济配置模型的内层仿真优化内核。基于全寿命周期理论和策略性仿真优化内核,建立了综合能源系统双层规划模型:外层兼顾综合能源系统经济与环境效益,以系统年总规划成本最小为优化目标;内层优化模型采用年仿真时域(8760 h)以增强电源侧发电出力与用能侧负荷的匹配特性,提升配置结果的有效性和经济性。运用增强精英保留遗传算法调用内层仿真优化内核对双层配置模型仿真求解,算例分析验证了所提出的综合能源系统策略性经济配置方法的有效性,并探讨了适合配置储能系统能源套利的临界峰谷电价差,可为相关工程项目提供项目前期分析参考。     

市场环境下考虑主动管理措施的双层综合能源规划方法

在高渗透可再生能源接入配电网的情况下,随着能源市场的逐步开放,综合能源供应商成为综合能源市场内的一个新型利益主体。基于此,提出了一个考虑区域能源供应商和综合能源管理中心净收益双重最大化的双层规划模型,其上层为综合能源管理中心内的各装置容量规划,下层是对综合能源管理中心购电、气策略的确定。同时模型内考虑了可再生能源出力控制、无功补偿的投切、有载变压器的调节3种主动管理措施及可再生能源出力的时序性。采用猫群优化算法与改进的遗传算法对所提模型完成求解计算,并通过IEEE 33节点配电系统验证了模型的合理性。