基于混合储能的直流微电网协同能量管理策略

根据直流微电网的结构以及运行特点,分析了直流微电网中分布式发电单元和混合储能单元的控制策略。针对直流微电网中由于分布式发电单元输出功率的不稳定以及负载突变造成的直流母线电压波动问题,提出了一种基于直流微电源模块和混合储能模块的协同能量管理策略。该控制策略以直流母线电压为信号对混合储能模块的充放电模式进行控制。同时也搭建了含光伏微源单元和混合储能单元的仿真模型,通过MATLAB/Simulik仿真软件对混合储能的能流切换模式进行仿真,结果表明该策略在负荷波动或者光伏单元输出功率不稳定情况下直流母线电压的相对稳定性,验证了该策略的正确性和可行性。     

直流微电网关键技术研究综述

微电网是未来智能配用电系统的重要组成部分,对推进节能减排和实现能源可持续发展具有重要意义。相比交流微电网,直流微电网可更高效可靠地接纳风、光等分布式可再生能源发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷。该文首先对国内外学术界和工业界在直流微电网领域的相关技术和实验系统研究现状进行梳理;然后,从技术角度对直流微电网拓扑结构、优化规划、运行控制、保护及通信等几个方面进行了分析归纳;最后从交直流混合微电网、交直流混合配电网以及能源互联网等方面展望了直流微电网的发展和应用前景。     

分布式发电中的储能变换器暂态电流控制研究

随着分布式发电系统和能源互联网技术的迅速发展,作为分布式发电组网重要环节之一的储能系统显得越发重要,在直流环节实现储能系统接入,可以灵活构成直流支撑母线或直流微电网,实现系统的离/并网运行。以储能变换器为研究对象,以负载电流瞬时值和并网点母线电压暂态变量为参考,提出了双向DC/DC变换器电流补偿控制方法,并对共母线组网的多台储能DC/DC变换器按照母线变换趋势进行设备自动组网和解列,避免直流微电网系统失稳。最后通过实验验证,证明了理论和分析的正确性。     

直流孤岛微电网的两级功率协同控制方法

随着分布式能源渗透率的不断提高,传统对等控制往往难以保证直流微电网的稳定运行。结合对等控制与主从集中控制的特点,提出一种适用于功率大幅突变场合的直流微电网两级协同控制策略。该策略包括底层与顶层控制2部分,其中底层采用下垂控制,实现多分布式发电单元的协同运行和功率分配,保持分布式电源的即插即用特性;顶层通过中央控制器集中协调微电网储能单元,实现运行优化,保持直流微电网的电压稳定。利用Matlab/Simulink平台搭建仿真模型,验证了该方法的有效性。     

含电动汽车充电站的多端直流微电网研究

为未来大规模能源互联网的形成以及多种新能源的接入提供技术支撑,设计直流微电网的拓扑结构,提出了一种四端口环网的直流电网拓扑结构,实现交流电网、储能单元、直流负荷、风力发电和光伏发电与直流电网的互联。首先研究了交流电网与直流电网的接口方式和相关技术参数,提出了光伏发电、风力发电和储能单元等接口的技术配置。其次,研究了整个直流微电网的启停时序,设计了直流电网的接线方式、电压等级和容量,最后基于MATLAB Simulink平台搭建了直流园区系统仿真模型,然后对典型工况进行了仿真分析:(1)储能单元由放电到能量为零;(2)储能单元由充电到能量充满;(3)VSC1变换器功率反转;(4)负荷跳变;(5)储能单元由放电到充电。这些工况基本包涵了直流微电网可能出现的运行状态,对直流微电网的运行管理有较高的参考价值。     

孤岛直流微电网光储荷协调分层控制研究

为了提高直流微电网中分布式发电的能源利用率和母线电压稳定性,文中直接从母线电压着手,提出以直流母线电压为基准的分级式控制方法,在储能单元、光伏单元、可控负荷等对应的变换器上设定动作阈值,各单元在不同电压区间下处于不同的运行模式,储能单元采取基于电池剩余容量（state of charge,SOC）偏差和直流母线电压偏差的模糊下垂控制,光伏单元采用双模式切换控制,最后基于Matlab/Simulink搭建了直流微电网模型,模拟了基于模糊下垂的光储荷协调分层控制的8种运行状态,验证了其优越性。     

基于电压分层控制的直流微电网及其储能扩容单元功率协调控制策略

由于直流微电网中的分布式发电具有随机性和波动性等特点,储能单元的配合可较好地解决这一问题。但是,现有基于直流母线电压信号的分层控制未充分考虑多储能单元的协调以及孤岛系统容量不足的情况。因此,该文提出一种基于电压分层控制的直流微电网及其储能扩容单元功率协调控制策略。为实现电压分层下多储能单元的分散协调控制,该文首先揭示已有微电网系统不同运行模式所对应的负载功率边界。然后,提出基于多储能单元荷电状态（SOC）的改进模糊控制和下垂控制,以实现多储能单元充放电功率自适应分配。针对孤岛系统容量不足的情况,在储能扩容单元容量计算的基础上,提出一种基于过/欠电压控制器的储能扩容单元功率协调控制策略,并分析其对已有系统功率边界的影响,以保证直流微电网安全可靠运行。最后,通过仿真和实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

多能互补直流微电网在综合体园区中的策划初探

直流微电网是未来智能配用电系统的重要组成部分。相比交流微电网,直流微电网可更高效、可靠地结合光伏发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷,以微网、楼宇为自治单元,形成自下而上的能量单元互联,组成一个区域综合能源供给网络。通过上海某大型综合体项目的直流微电网设计应用,对直流微电网领域的相关技术进行了介绍,从应用角度对直流微电网拓扑结构、运行原理、经济效益等方面进行了分析归纳。     

考虑直流负载率的交直流混合微电网优化配置

直流微电网无需同步和频率调整,可以直接与直流负载和分布式储能连接,受到广泛的关注。考虑到现有微电网中大量的交流负荷和电源,交直流混合微电网的解决方案应运而生。提出了考虑直流负载率的混合微电网规划模型,以微电网总体规划成本最小为优化目标,分析了微电网中不同直流负载率对规划的影响。通过对模型的求解。确定分布式能源的装机容量和发电组合,以及各母线的类型。通过算例仿真,模拟不同直流负载率下的微电网规划结果,验证了该模型的可行性和经济性。     

能源互联网环境下用户侧微电网的形态及优化运行

随着能源互联网的发展,各类新技术将最先接入用户侧微电网,改变传统的发电、用电以及运营模式。用户侧微电网融合多种分布式能源、储能设备以及可控负荷,为能源互联网环境下更加灵活、高效的能源转换和利用提供支撑。对能源互联网环境下用户侧微电网的形态、关键技术和运营模式进行了展望,并研究了微电网内部和微电网间的协调运行方式。基于分布式电源功率预测与用户负荷预测技术,提出了用户侧微电网优化运行方法。运用分布式模型预测控制技术在线更新预测信息和微电网运行状态,优化上下层运行策略从而收敛于最优平衡状态,为用户侧微电网的调度和运行提供了参考。     

超级电容器在微电网及分布式发电技术中的应用

微电网以及分布式发电技术能够充分利用可再生能源以满足日益增长的能源需求,并缓解环境污染和能源短缺等问题.储能技术作为微电网及分布式发电技术中不可或缺的一部分,对它的研究也需重视,其中超级电容器是一种绿色高效的储能设备,在微电网以及分布式发电技术中发挥着重要作用,例如提高穿越故障性能、削峰填谷等.介绍了超级电容器的种类及...     

交直流混合智能型微电网

正交直流混合智能型微电网充分运用基于电力电子变压器的交直流混合分布式可再生能源技术,以光伏、风电等多种绿色能源为基础,以"多端口变流器"为核心,利用能源管理系统,精确协调控制发电、储能和用电,灵活调配各用户连接方式,实现"源-网-荷-储"协调控制和经济运行。     

直流微电网并网运行协调控制策略研究

为实现直流微电网简洁、高效、灵活的控制,提出了并网运行模式下的直流微电网协调控制策略.通过合理设置各变换器的分段电压阈值,控制分布式发电单元、储能单元以及并网变换器的优先级,使其运行在最大功率状态或下垂控制状态.对于同一个电压等级下的多个变换器通过下垂控制实现功率分配和电压控制.双向AC/DC并网变换器采用双闭环的PWM矢量解耦控制实现与大电网间的功率动态平衡.仿真结果证明了该策略的可行性和有效性.     

微电网中并联分布式发电单元的分散式控制算法研究

微电网通常由负载、储能系统以及分布式发电单元组成。由于其惯性小和不确定性大的特点,微电网控制一直是研究的难点。针对微电网中的并联分布式发电单元提出了一种分散式控制算法,提高了分布式发电单元之间的负载电流分配精度,并使系统的母线电压可以跟踪电压参考轨迹。最后,仿真结果验证了所设计控制算法的有效性。     

带超级电容的光伏发电微网系统混合储能控制策略

为保证微电网系统稳定运行、各发电单元之间功率平衡以及输出电能质量良好,采用混合储能装置作为含光伏发电微电网系统的储能部分。提出了含光伏发电单元的微电网系统并网运行时各储能单元和直流母线电压的控制策略。当光伏发电并网系统的能量管理采用功率分配型控制策略时,直流母线电压幅值的稳定受发电单元侧控制,通过控制微电源与三相逆变器输送给电网能量之间的平衡来保持直流母线电压稳定;当新能源或本地负载功率发生突变时,由于蓄电池和超级电容储能装置具有较好的能量互补特点,通过控制蓄电池吸收或释放低频功率,超级电容吸收或释放高频功率,可以抑制负载突变对直流母线造成的冲击。仿真和实验结果表明,上述控制策略能有效、快速地调节系统有功、无功功率输出,抑制微电网系统负荷突变引起的功率波动,改善系统输出电能质量,提高系统的可靠性和稳定性。     

孤岛运行下微电网电压频率调节方法研究

正随着经济的快速发展,微电网概念被提出,微电网可以集成各种分布式发电单元,分布式发电具有汇集电网中各种能源和储能方式的特点。附加的能量存储装置可以平衡微电源的输出功率,从而可以使微电源的输出功率稳定。微电网使用合理的控制方法来协调分布式发电单元。通过加入一些具有无功补偿和谐波治理的电力电子装置,形成各种随机不确定性的冲击影响。     

基于GridLAB-D的微电网广义需求响应建模与控制

电力系统中光伏等分布式可再生能源快速发展,分布式屋顶光伏成为新型智能微电网的典型特征。为提高含高比例光伏微电网的稳定性和经济性,提出了利用居民侧灵活负荷调节以及储能设备充放电来实现的广义需求响应,从而增加微电网内光伏波动性出力的消纳,降低智能微电网的运行成本。以居民住宅微电网为研究对象,基于连续仿真软件GridLAB-D建立了住宅模型、光伏发电模型、储能设备模型、气候和电力市场模型等,并提出了广义需求响应中灵活负荷和储能设备的控制算法。通过IEEE 13节点测试系统模型,验证了广义需求响应在智能微电网中的实施能够有效降低弃光率、节约用户用电成本,并能够协助主网系统减小负荷峰谷差。     

直流配电系统关键技术及应用

正伴随着半导体技术及电力电子技术的发展,直流配电系统以其能高效、可靠接入直流负荷、分布式能源发电和储能单元等技术优势,逐渐成为各国的研究热点。直流配电系统可以通过直流网架将大量分布式电源和储能系统互联起来,直接为直流负荷供电,也可以通过电力电子换流装置,接入交流负荷、分布式     

基于可再生能源接入海岛直流微电网的探讨

海岛具有丰富的可再生能源,其开发和利用可给海岛带来多方面的益处。海岛微电网系统能有效地解决海岛能源缺乏、实现分布式能源可靠接入大电网、实现可再生能源的规模化利用以及更好地利用海岛的能源优势。首先介绍大容量并网型海岛和偏远孤立海岛的微电网组网方式,然后依据系统控制的复杂程度、运行稳定性等因素进行对比分析,得出分布式发电直流微电网系统更有优势的论断,最后设计了海岛直流微电网分层控制方案和保护方案。海岛直流微电网系统具有极高的商业推广价值。     

计及储能调节特性的直流微电网优化调度研究

具有分布式电源及储能系统的独立直流微电网在提高供电可靠性方面发挥着重要的作用。探讨了不同运行模式下的直流微电网的能源调度优化问题,包括柴油发电机、燃料电池、微型燃气轮机以及光伏、风电等典型的分布式电源以及电力负荷需求。根据系统模型的运行和维护成本、燃料成本、能源的污染物排放成本以及储能运行成本,以系统总运行成本最小为目标建立了优化调度模型。采用一种基于天牛群搜索算法的改进智能算法对模型进行求解。通过对含储能设备和不含储能设备两种工作环境进行优化测试,验证了储能的调节特性对于优化微电网运行以及减小成本方面的重要意义,同时也证明了所提出调度模型的有效性和优越性。