黑启动条件下风储系统控制策略研究

风能作为一种可再生能源迅速发展,并且随着储能技术在风力发电中的应用,风储联合发电系统已能够提供持续可靠供电。利用PSCAD仿真软件对风机和储能联合单元模型进行建模仿真。分别对储能电池启动风机,以及风机给储能电池充电的过程进行了仿真,对仿真波形进行分析,验证了控制策略的有效性。     

基于Matlab/Simulink的风储孤网系统仿真研究

针对风储孤网系统建模及稳定运行问题,建立了风储孤网系统风电机组单元和储能单元的就地协调控制策略及模型,基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了风储孤网系统的仿真模型,并在单相接地故障工况下进行了风储孤网系统协调控制策略的验证。通过仿真结果分析证明了所提出的风储孤网系统控制策略的有效性。     

荷电状态优化对风储系统供电可靠性的影响

对于风储联合系统中储能容量和充放电控制优化问题,从风储联合系统的供电可靠性和功率波动性角度进行研究。为了抑制储能系统的过冲过放现象,提出一种考虑储能荷电状态(state of charge, SOC)参量的充放电优化控制策略。该策略采用模糊控制方法,根据储能的SOC,引入调整系数对充放电功率进行干预。最后基于IEEE-RTS79可靠性测试系统,通过对某实际风场数据进行分析,验证该策略可以有效提高系统的供电可靠性,改善功率波动性。     

基于风储联合系统的受端电网黑启动技术及协调恢复策略

受端电网发生故障停电时要求送端电源具备黑启动能力,目前我国现有的黑启动电源主要为火电厂及水电厂。随着高比例风电地大量接入,电网要求风电机组具有一定的黑启动能力,但风能由于其不确定性和波动性导致风电机组很难单独参与黑启动。为使得风电机组具备较好的黑启动能力参与电网恢复,本文针对双馈风电场,提出了一种基于风储联合系统的受端电网三阶段协调恢复策略。初始阶段,通过储能装置建立交流频率和电压并实现风机顺利并网;中期阶段,切换储能装置控制模式并在风机转子侧设计虚拟同步控制为系统提供频率和电压支撑,完成部分发电机组及负荷的恢复;后期阶段,在储能侧设计了基于H2/H∞的附加鲁棒控制器抑制多机组并网的低频振荡,实现受端电网平稳恢复。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建了风储联合系统模型,仿真分析了虚拟同步控制与常规控制在风电机组参与黑启动过程中对频率波动抑制效果的差异,通过对比频率振荡幅值验证了虚拟同步控制具有更好的频率支撑能力,更适合风电机组参与黑启动;并且黑启动各阶段系统频率及电压波动曲线均处于安全范围,从而验证了所提协调恢复策略的有效性和可行性。     

一种利用混合储能系统平抑风光功率波动的控制策略

储能系统作为一种能量缓存装置,在风光储一体化发电系统中发挥着至关重要的作用。将储能的功能定位于平抑风光输出功率波动。为满足系统对功率和能量两方面的需求,利用超级电容和蓄电池两种互补元件组成混合储能系统对可再生能源出力波动进行两级平抑,提出了基于移动平均算法的控制策略,在此过程中,依据功率波动量大小及储能单元的荷电状态对移动步长进行实时优化。通过对蓄电池和超级电容的灵活、准确、快速控制,实现了风光输出功率波动的平抑,有效改善了风光出力波动引起的电能质量问题,并延长了蓄电池的循环寿命。在PSCAD/EMTDC环境下搭建系统模型,仿真验证了控制策略的有效性。     

提高微电网频率稳定性的逆变控制策略

微电网中分布式电源的接入使得越来越多的电力电子器件得到应用,但由于基于电力电子变流器的分布式电源几乎没有惯性,必然会给分布式电源的大量接入造成很大的困难.虚拟同步发电机控制策略是一种基于同步发电机惯性理论的虚拟惯量控制方法,能够有效的改善微电网频率的稳定性.虚拟同步发电机控制策略将同步发电机的转子运动方程、一次调频特性和无功调节特性应用到逆变电源的控制前端,并通过在励磁系统增加改进的延迟环节有效的减缓了负载突变造成的冲击,同步发电机的并网矢量控制应用到逆变电源控制的后端,使微电网中含有储能装置的分布式电源具有类似于同步发电机的虚拟惯性.最后,利用Matlab/Simulink仿真软件搭建微电网系统仿真模型并搭建逆变实验平台,通过仿真和实验验证虚拟同步发电机控制策略对微电网系统频率稳定性的重要支撑作用.     

基于混合储能的可调度型分布式电源控制策略

针对由蓄电池/超级电容器混合储能系统和可再生能源发电单元组成的共直流母线结构的可调度型分布式电源,制定了综合考虑各储能元件SOC状态和蓄电池使用寿命的分布式电源控制策略。当储能元件的SOC状态未越限时,可再生能源发电系统采用MPPT控制,采用带滤波补偿系数的低通滤波法得到蓄电池的参考功率,超级电容采用定电压控制;当储能元件的SOC状态越限时,采用基于不同直流母线电压运行区间的多模式切换控制,保证直流母线电压的稳定;为了避免系统控制模式之间频繁切换带来的暂态冲击,采用超级电容端电压预控制,防止超级电容端电压越限。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真算例验证了控制策略的合理与有效性。     

纯电动汽车复合储能系统及其控制策略

针对目前电动汽车由于蓄电池寿命和续航里程短导致其不能普及的现状,加入超级电容和DC/DC变换器构成复合储能系统,分析了汽车的运行状态,提出了一种改进的逻辑门限控制方法对复合储能系统进行能量控制。利用AVL CRUISE软件建立了整车模型,对能量控制策略进行了城市工况下的仿真验证。以48 V 5 k W的直流无刷电机及其控制器HPC300为载体,搭建了复合储能单元和其控制系统,仿真和实验结果表明该复合储能系统及其控制策略能够避免蓄电池的大电流输出和冲击,提高蓄电池的使用寿命和汽车的续航里程。     

车载超级电容在地铁制动回收能量中的应用

针对地铁列车运行状态变化时引起直流电网电压出现很大波动的现象,设计了一种基于非隔离双向DC/DC变换器的超级电容储能系统。采用电压电流双闭环控制方法,建立储能系统充放电控制策略,并搭建储能系统仿真模型。仿真结果表明:车载超级电容储能系统能够达到稳定电网电压和节能的目的,同时验证了控制策略的正确性。     

含直流储能的双端柔性直流输电技术提高微网并网稳定运行能力的研究

为了提高微网并网时稳定运行能力,平抑配电网公共连接点的功率波动与维持功率潮流分布,研究了一种含直流储能的柔性直流输电并网接口系统,根据柔性直流输电和蓄电池数学模型,以直流侧储能单元的充放电与双端功率传输控制和平抑微网并网扰动为目标,提出了基于两段式充电的矢量解耦三环控制及蓄电池的充放电切换控制策略,构建了以蓄电池为储能元件的微网并网系统仿真模型,针对微网内功率变化、蓄电池充放电切换和微网交流系统短路故障等情况进行了仿真分析,结果表明控制策略在保证储能单元的充放电与双端功率传输的基础上,有效地抑制了公共连接点的功率波动,保证了电网潮流分布的稳定。     

分布式储能参与电压暂降补偿的优化配置与控制策略

针对分布式储能参与电网电压暂降补偿的补偿服务,提出了分布式储能优化配置模型、分布式储能与动态电压补偿器联合补偿的控制策略.首先,以最小化分布式储能安装成本与敏感负荷的电压越限成本为目标,建立了分布式储能双层优化配置模型.然后,以分布式储能、动态电压补偿器的补偿成本和敏感负荷的电压满意度为目标,建立了分布式储能与电压动态补偿器联合补偿的控制模型.采用随机变异的粒子群算法求解分布式储能优化配置模型与联合补偿的控制模型.最后以IEEE 33节点系统进行算例仿真.仿真结果表明,所提方法能减少储能容量的配置,同时联合补偿策略能提高补偿效果和减少补偿设备的投资.     

计及分布式电源的配电网储能配置研究

分布式电源的接入,给配电网的可靠运行带来了一定影响,需要配置相应的储能装置来保证系统的安全运行。该文计及储能装置和分布式电源对配电网潮流的影响,同时结合储能装置的自身成本对系统的经济效益进行分析;建立以配电网节点电压波动最小以及储能装置经济性最优为目标的多目标函数模型,并利用基于人工免疫系统的多目标优化算法对模型求解,得到最优Pareto解集;为选出最佳结果,采用理想点决策方法选出储能装置最优配置方案。最后通过算例仿真分析,得到不同储能形式的最优配置方式。     

孤立微网协同控制策略

针对微网储能系统受容量的限制,从而引起微网运行不稳定,提出一种改进的微网协同控制策略.采用双层协同控制结构,初级控制是蓄电池储能系统,次级控制是微网管理系统(MMS).初级控制保证微网频率在可接受的范围内,次级控制保证微网中最大的备用容量.采用详细的微源模型,准确地描述了不同类型分布式电源原动机部分对微网系统的影响,建立带有详细微源模型的微网仿真系统,并进行了仿真,仿真结果表明:该协同控制策略具有良好的动态性能,并能够保证供电质量的要求,有较理想的应用前景.     

基于DIgSILENT软件的微电网动态仿真

基于DIgSILENT软件,介绍了分布式电源逆变器控制模块的仿真模型,并对由恒功率控制的微源和V/f控制的储能装置组成的微电网进行了联网转孤岛运行的仿真,结果表明该系统可以稳定工作于联网和孤岛模式,并能实现二者切换时的平滑过渡,提高了微电网供电可靠性.     

风氢耦合系统协同控制发电策略研究

针对风力发电功率波动和并网弃风严重问题,采用含氢储能管理系统的风氢耦合发电系统及其协同控制策略.风氢耦合系统由风电场与氢储能管理系统(包括电解槽、燃料电池、储氢罐等)构成,各单元通过功率变换器汇集到并网点,与交流电网相连.综合考虑储能荷电状态、储能出力及相关约束限制导致并网点电压波动,引入超级电容器用以减少并网点电压变化.在电解槽启动优先级高于超级电容的前提下,采用3种运行状态下的系统协同控制策略.通过Matlab/Simulink软件进行仿真研究,验证了风氢耦合系统协同控制策略的有效性,提高了风电的消纳能力.     

超级电容储能单元在光伏发电中的应用

利用超级电容储能单元来替代蓄电池,基于Matlab/Simulink仿真平台,在模拟光伏发电的情景下,通过仿真验证超级电容作为光伏发电系统中储能单元的可行性和有效性。仿真结果证明了这种方案是可行的。     

基于复合储能的微电网运行的切换控制策略

微电网是实现主动式配电网的一种有效形式,微电网技术能够促进分布式发电的大规模接入。针对微电网中并网模式和孤岛模式之间的切换,提出一种含复合储能装置的微电网优化控制策略。这种复合储能的微电网优化控制将超级电容器和蓄电池的优点结合到一起,用于由分布式电源作为主控式电源的微电网,以实现微电网平滑切换的目标。利用PSCAD/EMTDC软件对系统进行研究,结果表明:在切换时间、频率、电压上,复合储能均优于蓄电池储能。     

电池储能系统充放电控制策略仿真研究

在含有多类电源的供电系统中,对电池储能系统进行良好的控制可以使供电系统更为安全、稳定与经济的运行。基于储能电池充放电过程中的动态响应速度和控制性能,采用双闭环PI控制搭建了双向半桥DC/DC变换器,并在MATLAB/Simulink中搭建储能系统的整体模型,对储能电池的充放电控制过程进行了仿真实验。实验结果验证了模型的正确性以及控制算法的可行性和有效性。     

低压微电网分布式储能系统负荷动态分配方法

在孤岛运行的低压微电网中,因线路阻抗的不匹配性,导致传统下垂控制无法按照下垂增益精确均分有功功率,各分布式储能单元必然会出现荷电状态（SOC）差异,造成蓄电池过充电或过放电,缩短了储能单元的使用寿命。针对上述问题,提出了一种低压微电网分布式储能系统分级控制策略。首先通过功率平衡级动态调节虚拟阻抗,消除不匹配线路阻抗对有功分配精度的影响;然后,通过SOC平衡级控制,各个储能单元根据其SOC动态调节有功功率,使得SOC误差以e指数曲线下降,最终实现储能单元在放电过程中SOC均衡。采用动态一致性算法,可实现各分布式储能单元的信息共享,提高了系统的可靠性和灵活性。同时,基于小信号理论对所提控制策略进行了稳定性分析,并讨论加速因子对系统稳定性的影响。仿真对比结果验证了所提控制策略的有效性和可行性。     

风储混合系统运行模式及其优化配置

研究了风储混合运行模式和优化配置,以及各个模式适用的储能方式和容量配比等问题,分析了风储系统运行模式的特点.结果表明,采用长补偿运行模式的风储混合系统,储能电池的容量应近似等于风电场的额度出力;短补偿模式的储能系统需提供数十分钟额定风电出力的储能量;平台控制运行模式下的储能电池容量介于长补偿运行模式和短补偿运行模式之间.