基于无通讯的微电网储能系统主动SOH协同控制方案

针对传统有功功率-频率（P-f）下垂控制无法实现交流微电网内分布式电池储能系统（DBESS）健康状态（SOH）均衡问题，提出一种基于无通讯的微电网DBESS主动SOH协同控制方案。该方案研究下垂控制调节SOH机理，将DBESS放电深度（DOD）信息加入传统下垂控制，使DBESS能根据SOH状态平移下垂曲线，调节DBESS逆变器输出有功功率，实现DBESS组间SOH协同控制。建立小信号模型分析控制参数对系统稳定性的影响。该方案属于主动控制方案，具有无通讯和分流电阻、造价低的优点。通过仿真模型和实验平台对所提策略的可行性和有效性进行验证。     

计及SOC均衡的电池储能参与电网一次调频自适应控制策略研究

文章针对电池储能一次调频控制策略的优化,结合虚拟下垂与虚拟惯性控制的性能优势,建立电池储能系统一次调频综合控制模式,同时兼顾频率调节需求与SOC保持效果。基于效用曲线设计储能单元自适应控制规律,对储能出力进行优化调节,并进一步计及储能系统内各单元SOC差异状况,设计均衡控制环节,通过功率输出的二次修正,实现各单元调频责任的合理协调。最后,基于仿真模型验证所提自适应控制策略的有效性。     

基于改进型P-E下垂控制的低压交流微电网不同容量储能单元SOC均衡策略

针对现有基于有功-电压（P-E）下垂控制的荷电状态（SOC）均衡方案未考虑容量差异对分布式储能单元（DESU）SOC均衡影响且SOC均衡过程伴随着电压质量下降的问题,提出适用于不同容量DESU的SOC均衡策略。分析传统P-E下垂控制工作特性,得到SOC、电压和频率调节机理。在P-E下垂控制中引入SOC、电压和频率调节项,并引入多代理技术计算SOC调节项中的SOC平均值。改进后的P-E下垂控制在无需中央控制器/本地脉冲控制器和不影响电压质量的前提下,消除不同容量DESU组间SOC不均衡差,并克服负荷波动引起的电压下降和频率上升问题。建立所提方案小信号模型,通过分析根轨迹确保设置的控制参数保持系统稳定。仿真模型和实验平台获得的仿真和实验结果证实提出策略的可行性。     

基于多分支拓扑的梯次利用储能系统电池同期退役协同控制策略

针对退役动力电池储能系统中不同电池簇间的同期退役问题,提出了一种基于多分支拓扑的同期退役协同控制策略.该策略针对不同时段的功率需求,根据储能系统中电池健康状态(SOH)的失衡度,首先选择电池健康状态较好的电池簇优先出力或者使所有电池簇共同出力的模式,并根据电池簇荷电状态(SOC)分布情况,采用基于实时可变电流作为正反馈调节值的控制策略,实现储能系统中各电池簇间协同控制与平衡出力.经过多次充/放电过程,各电池簇的健康状态(SOH)将渐进趋于一致,进而实现不同电池簇同期退役的目的.最后,通过MATLAB软件进行仿真分析,验证了该策略可以使储能系统中各退役动力电池簇实现同期退役.     

基于改进海洋捕食者算法的配电网储能多目标优化配置北大核心CSCD

分布式电源(distributed generation,DG)的大量接入是配电网重要发展趋势之一,而储能系统的合理配置是提升配电网接纳DG能力的重要手段。本工作考虑高比例DG接入配电网造成电能质量下降问题,建立使配电网电压偏移最小、线损率最低、储能规划成本最优三个指标的储能多目标优化配置模型;针对目前侧重改进传统优化算法求解储能配置多目标优化问题性能不足方面,采用一种基于快速非支配排序和边界交叉构造权重设置参考点的方法对海洋捕食者算法改进,进而求解配电网储能多目标优化模型,得出储能在配电网中的最佳并网位置、额定容量和储能电池调度周期内的充放电功率。通过在IEEE-33节点系统上进行算例分析,结果显示:采用改进的多目标海洋捕食者算法能够有效地求解出在最优储能规划成本下使配电网经济、稳定运行的储能配置方案,及储能电池运行周期内最佳的充放电策略;并且通过对比多种智能优化算法,证明了所提改进海洋捕食者算法在求解储能多目标优化配置问题上具有良好的收敛性能、分布性能。     

H桥级联电池储能系统四级均衡控制研究

针对H桥级联电池储能系统中电池均衡的问题,研究和设计四级均衡控制。在电池模块内,单体采用双向DC/DC进行模块-单体的能量转移实现模块内单体间的均衡;在同组的电池模块之间采用基于交流母线的双向AC/DC实现电池模块间的均衡;在同一相不同的储能单元间采用基于荷电状态(SOC)的比例功率分配控制实现同相内储能单元间的均衡;对于储能系统三相之间的不均衡采取零序电压注入法进行均衡控制。上述控制在南方电网深圳宝清电池储能站2 MW/10 kV H桥级联储能系统上应用并进行测试验证。     

基于MPC的耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器功率均衡解耦控制策略

耦合电感功率变换器因耦合电感阻抗、电感值等参数差异易导致功率不均衡。针对耦合电感飞跨电容双向DC/DC变换器,提出一种基于模型预测控制（MPC）的功率均衡解耦控制策略。通过对变换器原理进行分析,建立基于电感电流解耦的数学模型,得到包括电感电流和飞跨电容电压等6个控制变量的解耦控制方法。在此基础上,提出基于MPC的功率均衡解耦控制策略。同时,为降低MPC算法的运算负荷,根据解耦控制模型重构模型预测价值函数,实现各控制变量独立动态寻优,使系统能在稳定控制输出电压及飞跨电容电压的同时,实现两相耦合电感的功率均衡控制。最后,通过理论分析及实验对所提策略进行有效验证。     

风储孤网多智能体功率平衡控制时滞优化模型

针对风力发电系统与电池储能系统联合供电的微网孤网运行时,由于风电的不确定性与负荷的波动性导致的微网功率平衡困难问题,以及各个子系统在实时状态数据交互过程中存在的时间延迟问题,提出了基于多智能体功率平衡控制的时滞优化模型。首先根据风储孤网系统的结构组成建立双层多智能体的网络拓扑;然后针对风储系统中各种功率不平衡运行工况构建功率平衡数学模型;并考虑状态数据与控制信息在系统中传递的时滞性,对风储孤网功率进行优化控制并求解;最后利用所建立的仿真模型对系统在不同运行工况下的运行过程进行了分析。仿真结果表明,针对风储孤网系统提出的基于多智能体功率协调控制时滞优化模型能够实现系统的稳定运行。     

虚拟直流电机荷电状态均衡控制

新型电力系统的惯性低,虚拟直流电机控制可以加强系统惯性和阻尼。多储能变换器应该考虑荷电状态(State of charge,SOC)均衡问题,提高系统稳定性。针对虚拟直流电机控制的多储能SOC均衡问题,利用直流电机机端电压和电枢电流的下垂特性,提出引入SOC离差及变均衡系数的变电枢电阻控制;针对下垂引起的电压偏移问题,采用虚拟直流电机转速补偿,用母线电容瞬时功率替代传统虚拟直流电机控制中电压PI控制,给定系统功率需求,减少比例积分环节个数。以两台蓄电池为例,在Simulink中进行仿真,并与参考文献的变电枢电阻函数对比可知,所提控制策略可抑制直流母线电压跌落,调节SOC均衡过程,提高其均衡速度和精度。     

基于微电网储能控制系统的电能质量综合治理研究北大核心CSCD

针对微电网内分布式电源具有间歇性和波动性特征且其内部的不平衡、非线性负载易引起谐波污染等电能质量问题,文章提出了利用微电网电池储能系统平抑功率波动,同时实现无功谐波及不平衡电流的全频段范围补偿的多目标控制策略。采用计及有功电流计算功能的i_(p)-i_(q)电流检测与合成算法进行补偿功能指令电流的计算,在此基础上,设计了重复+PI复合控制器对检测出的指令电流进行跟踪控制,基于储能充放电原理,采用两段式双闭环充放电控制方法,引入功率前馈并结合中间直流侧电压,实现两级变换器之间的协同控制。最后,对储能电池充放电状态下以及电流内环控制器的动态响应能力进行仿真分析,验证所提全补偿控制策略的有效性。     

基于极端天气情况的风-储系统平抑控制策略

提出了一种储能系统的功率控制方法,实现了极端天气情况下风电场出力波动的快速平抑.该控制框架融合了机器学习算法与模型预测控制方法,由基于在线序贯极限学习机的神经网络模型预测优化时域范围的风电功率,储能的充放电功率指令通过MPC进行滚动优化,保证储能系统的运行约束得到满足.仿真实验表明该方法能够实现储能系统的快速充、放电管...     

基于深度强化学习的增程式电动轻卡能量管理策略

为了解决增程式电动轻卡辅助动力单元（auxiliary power units, APU）和动力电池之间能量的合理分配问题,在Simulink中建立面向控制的仿真模型,并提出一种基于双延迟深度确定性策略梯度（twin delayed deep deterministic policy gradient, TD3）算法的实时能量管理策略,以发动机燃油消耗量、电池荷电状态（state of charge, SOC）变化等为优化目标,在世界轻型车辆测试程序（world light vehicle test procedure, WLTP）中对深度强化学习智能体进行训练。仿真结果表明,利用不同工况验证了基于TD3算法的能量管理策略（energy management strategy, EMS）具有较好的稳定性和适应性;TD3算法实现对发动机转速和转矩连续控制,使得输出功率更加平滑。将基于TD3算法的EMS与基于传统深度Q网络（deep Q-network,DQN）算法和深度确定性策略梯度（deep deterministic policy gradient, DDPG）算法进行对比分析,结果...     

独立光伏供电系统中多储能单元协调控制策略的研究

文章提出了一种由超级电容器和多个蓄电池储能单元组成的混合储能系统,并将该储能系统应用于独立光伏供电系统。其中,多个蓄电池储能单元能够增大混合储能系统的容量,并提高供电系统的可靠性。由于不同的蓄电池储能单元的荷电状态存在差异,因此,提出了一种改进SOC下垂控制方法,并利用该控制方法实现了不同蓄电池储能单元传输功率的优化分配和SOC的动态均衡,优化了蓄电池储能单元的能量传输过程。超级电容器可以补偿光伏系统传输功率缺额的高频部分,减少蓄电池储能单元充、放电的次数,维持直流母线电压的稳定。文章通过仿真模拟,验证了所提出的控制策略能够优化各储能单元的运行状态,并有效地维持了光伏系统传输功率的平衡和直流母线电压的稳定。     

BESS平抑风功率波动算法中多重SOC反馈策略设计

电池储能电站(BESS)平抑风功率波动算法中,荷电状态(SOC)反馈策略用以改善BESS的过充和过放现象,使得BESS的SOC处于正常范围内。在当前基本SOC反馈策略的基础上,对超前控制周期内不同时刻风功率的预测误差进行抽样,利用蒙特卡洛方法动态计算当前控制时刻的SOC上下限裕量,进而用于修正超前控制周期内的最大和最小SOC限值。利用超前控制周期内的SOC波动越限量建立波动SOC反馈策略,与当前SOC反馈策略一起构成BESS平抑风功率波动算法中的多重SOC反馈策略。和仅考虑当前SOC反馈策略相比,算例结果验证了多重SOC反馈策略可在总平抑时间段内减少BESS进入平抑能力死区的时间,提高SOC健康度指标,在一定范围内可进一步减小风-储联合系统的平均功率波动。同时,若系统的平均功率波动率指标要求确定,多重SOC反馈策略能使系统以更低的储能配置比例达到平均功率波动率指标要求。     

直流微网储能单元能量动态均衡控制研究

为了更好地提高直流微网系统运行性能,提出一种能够平衡各储能单元剩余电量（state of charge, SOC）的改进下垂控制策略。该方法在传统下垂控制基础上,以关联SOC参数的指数函数作为自适应下垂系数,根据各储能单元SOC改变其输出能力,实现各储能单元能量均衡。为解决传统下垂控制带来的母线电压偏移问题,加入母线电压二次控制环节,有效抑制直流母线电压偏差,满足负荷运行要求,并通过Matlab/Simulink仿真验证了该策略的有效性。     

考虑SOC的自适应分组策略在储能参与一次调频中的应用

大规模储能电站中各电池组状态的不一致性,使得传统电池参与一次调频研究时的归一化处理难以涵盖所有电池组状态,容易导致部分电池过度充放电。提出了一种考虑电池荷电状态（state of change, SOC）的自适应分组策略,用于储能参与一次调频的应用研究。根据电池的额定容量和SOC对储能电池进行分组,以实时调整各电池组的出力比例;设计评价指标以量化分析电池使用寿命,根据每组电池SOC对其进行综合控制,以实时调整每组电池出力大小,减小电池循环深度,提升其使用寿命。通过Matlab/Simulink进行仿真验证,结果表明,所提分组策略能在保证一次调频性能的同时,有效提升储能电池的使用寿命。     

配电台区电池储能系统优化均衡控制研究北大核心CSCD

电力系统配电台区作为电能分配的关键单元,其核心部件储能电池组的显著特点是单体数量众多,针对储能电池组内各单体不可避免的一致性差异,提出一种基于K-means聚类的储能电池组自适应群组均衡控制方法。首先,引入一种均衡能量可以在任意单体间或包含任意数量单体的电池模块间转移的均衡拓扑;其次,提出群组均衡思想,通过K-means聚类将需要充、放电的相邻单体聚类成组,实现均衡能量在包含不同个数相邻单体的电池群组间转移;最后,通过仿真实验,验证了所提聚类群组均衡控制相比于基于极差的单体对单体均衡控制,初始SOC分布“中间高,两边低”“两边高,中间低”以及“均衡分布”的情况下,在保证均衡效率的同时,均衡速度分别提高了34.8%、19.8%和17.6%。仿真结果表明,基于K-means聚类的储能电池组群组均衡控制相比于单体对单体的均衡控制,可以显著提高均衡速度。本研究提出了大数量单体构成的储能电池组的群组均衡思路,有助于提高储能电池组的均衡速度,进而提高其能量利用率、循环寿命及安全性,促进储能电池组的应用。     

考虑通信延迟的微电网分布式二次协调控制

文章针对微电网孤岛运行时频率调节和有功负荷分配问题,提出一种分布式优化分层控制策略。该策略对基础一致性算法进行改进,考虑了通信延迟并引入收敛系数,使系统在有限时间内快速收敛。将改进的一致性算法用于二次控制层,以分布式的方式更新各电源的频率变化和有功功率设定点,从而降低系统误差。与传统的控制相比,文章控制策略只需自身和相邻分布式电源的信息,便可实现控制目标,克服了通信延迟问题,能在短时间内快速响应,提高了系统的稳定性和鲁棒性。在Matlab/Simulink中构建了5台多智能体单元组成的孤岛交流微电网系统,验证了所提算法和策略的有效性。     

模块化多电平复合变换器电池储能系统模型预测优化控制策略

基于MMHC-BESS，将MPC算法与占空比调制思想结合，提出一种可有效减小系统计算负担的模型预测优化控制策略。控制策略利用MPC算法实现功率控制，通过变换器的离散模型反推出最优输出电压，采用载波移相调制方法实现开关信号输出。同时考虑电网电压不平衡状况，利用MPC算法对负序电流及功率波动进行抑制，具备较好的冗余容错运行能力。最后通过仿真模型验证了所提控制方法的有效性和可行性。     

风电孤岛模式下混合储能装置调频调压策略

针对分布式电源孤岛系统中储能装置对系统的稳定运行有很大影响,提出一种风电孤岛模式下混合储能调频调压的控制策略。混合储能装置选用互补性强的蓄电池和超级电容。根据二者的特性,同时考虑它们的荷电状态（state of charge,SOC）,实时改变输出功率比例系数,使负载所需功率在二者中合理分配且避免其电量的过充和过放。采用改进下垂控制策略消除传统下垂控制导致的频率和电压偏差,提高系统稳定性。最后基于Matlab/Simulink搭建仿真模型,验证所提策略的有效性。