独立光伏系统中超级电容器储能研究

超级电容器作为储能装置,不但可以为光伏发电系统提供必要的能量缓冲,而且对提高电力系统的运行稳定性具有非常重要的作用。使用PSIM软件仿真分析了系统的运行特性。结果表明,系统在光伏输入功率大幅波动时具有很好的稳定性,为超级电容器应用于可再生能源发电和电能质量改善等领域提供参考。     

超级电容器-蓄电池应用于独立光伏系统的储能设计

建立了混合储能系统的数学模型,对模型系统进行了稳定性分析,从应用角度出发,设计了一套超级电容器-蓄电池混合储能装置应用在独立光伏系统,使用PSPICE软件仿真分析了系统的运行特性,结果表明系统在光伏输入功率大幅波动以及负载突变时具有很好的稳定性,可为超级电容器应用于可再生能源发电和电能质量改善等领域提供较好的参考。     

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。     

基于混合储能的并网光伏发电系统功率控制研究

针对并网光伏发电系统输出功率的波动,提出利用混合储能系统对功率进行平抑.介绍了光伏最大功率跟踪和并网逆变的控制,为实现发电和并网功率的匹配,考虑蓄电池和超级电容器各自特性的优势,对混合储能系统提出了三级式功率分配策略;通过设计相应的控制方法和以功率分配单元的输出功率作为参考值,混合储能系统控制变换器进行合理充放电.混合储能系统不仅保证了并网功率按计划运行,而且稳定了直流母线电压、满足了随机负荷供电.通过仿真验证,三级式功率分配策略有效,控制方法可行.     

基于超级电容器储能的独立光伏系统

以超级电容器作为储能装置,进行了千瓦级独立光伏系统的研制。在小信号模型的基础上对控制系统进行了设计,并应用SIMULINK仿真分析了系统的运行特性。仿真及实验结果表明,系统的总体效率为77.8%,超级电容器组的充放电效率为92.5%,系统在光伏输入功率大幅波动以及负载突变时具有很好的稳定性。为超级电容器应用于可再生能源发电和电能质量改善等领域中提供了较好的参考。     

基于新型混合储能结构的独立光伏发电系统

针对独立光伏发电系统特殊的工作情况,提出一种基于新型双向Buck变换器的有源式混合储能方案。建立系统模型,给出系统能量管理和控制策略。仿真和实验结果表明:所提出的混合储能方案能充分发挥超级电容器的优势,有效改善蓄电池的工作状态,延长其使用寿命,特别适合于负载功率脉动频繁的独立光伏发电系统。     

独立光伏发电混合储能系统容量优化研究

准确建立系统中各环节数学模型,综合考虑不同储能元件（超级电容器和蓄电池）的储能特性,以混合储能系统成本最低为优化目标,以独立光伏发电系统各项运行技术指标为约束条件,提出了一种基于单纯形法的容量优化配置方法,并进行了编程实现和算例验证。     

超级电容器蓄电池混合储能独立光伏系统研究

建立了混合储能系统的数学模型,对系统性能的提升进行了定量分析。提出了一种无源式并联储能方案,并应用于独立光伏系统中,仿真和实验结果表明,在光伏系统的发电功率和负载功率脉动的情况下,蓄电池的充放电电流比较平滑。合理配置超级电容器组的容量,可以减少由于日照量变化所导致的蓄电池充放电小循环次数。对解决光伏等可再生能源系统中蓄电池储能的问题,具有现实意义。     

基于超级电容器储能的太阳能路灯系统设计

介绍了以超级电容器为储能装置的一种新型的太阳能路灯系统.研究了超级电容器的性能,设计了一套超级电容器的选取原则.专用充放电控制器以太阳能电池最大功率方式对超级电容器充电,且放电过程采用宽范嗣电压工作方式,提高了对储能装置的利用率.     

孤网运行微电网中混合储能管理与控制策略研究

对孤网运行风光互补微电网电压频率控制和混合储能功率分配问题提出了混合储能管理控制策略,该策略将混合储能中锂电池设定恒功率和压频电源两种模式,对超级电容器采用电压/频率控制。锂电池作恒功率电源时,根据发电预测和负荷预测结果平复系统波动;超级电容器则依据电压/频率控制补偿系统实时功率缺额,保障微电网稳定运行。为此在MATLAB/SIMULINK中搭建了仿真模型,进行了孤网运行、能量分析、模式切换三次仿真,结果表明该策略正确。     

基于KF-MPC的光储系统双调节反馈优化控制方法

利用储能技术能够有效平抑光伏功率波动,提高光伏输出功率的稳定性。该文提出一种基于卡尔曼滤波-模型预测控制(KF-MPC)的光储系统双调节反馈优化控制方法,即将卡尔曼滤波和模型预测控制相结合,采用双调节反馈控制实现光储系统的优化控制。在卡尔曼滤波器中引入滤波调节因子,通过自适应调节卡尔曼滤波增益使储能系统在不同工况下有效平抑光伏功率波动。在模型预测控制器中以储能出力最小、荷电状态最优以及光伏波动率最低为目标,通过模型预测控制滚动优化得到储能系统最优出力和最佳荷电状态。通过对某光储电站实际运行数据分析可知,该文所提出的控制策略在平抑光伏功率波动的同时还可有效延长储能系统使用寿命,具有工程应用前景。     

A power allocation strategy of a hybrid energy storage system for a PV grid-connected system

针对光伏并网系统中光伏微电源出力的波动性和间歇性,将蓄电池和超级电容器构成的混合储能系统HESS（hybrid energy storage system）应用到光伏并网系统中可以实现光伏功率平滑、能量平衡以及提高并网电能质量。在同时考虑蓄电池的功率上限和超级电容的荷电状态（SOC）的情况下,对混合储能系统提出了基于超级电容SOC的功率分配策略;该策略以超级电容的SOC和功率分配单元的输出功率作为参考值,对混合储能系统充放电过程进行设计。超级电容和蓄电池以Bi-direction DC/DC变换器与500 V直流母线连接,其中超级电容通过双闭环控制策略对直流母线电压进行控制。仿真结果表明,所提功率分配策略能对混合储能系统功率合理分配,而且实现了单位功率因数并网,稳定了直流母线电压。     

Control strategies for a photovoltaic--Energy storage hybrid system

受光照,温度等自然条件影响,光伏电源输出有功功率具有较大的波动性.因此,本身既非恒压源又非恒流源的光伏电源并网运行时会产生一系列问题,如对电网冲击性大,需增加旋转备用容量,难以参与电网调度等.利用电池储能系统来控制有功功率输出,可以使平滑光伏电源功率波动成为可能.研究了光储联合发电系统的运行模式,提出了适用于光储联合发电系统的拓扑结构和控制策略,并对储能用功率转换系统(PCS)进行了分析和设计,最后基于某光伏电站的实际历史运行数据,对所提出的方案进行仿真研究,仿真结果验证了光储联合发电系统控制策略的有效性和可行性,为光储联合运行示范工程提供了一定的理论依据和有力借鉴.     

一种基于三端口能量路由的单级式光储并网系统及其高压穿越技术

该文提出一种具有高压穿越能力的基于三端口能量路由的单级式光储并网系统（PV-ESS）。光伏最大功率跟踪始终由三相变换器控制完成。多端口能量路由器可根据不同运行工况使储能灵活接入,平抑光伏输出,使得系统具有更高的效率。在电网高压故障下,通过储能装置抬升直流母线电压,从而使系统具有高压穿越的能力,可在电网高压状态下不脱网连续运行,直至故障恢复。     

Evaluation of operation characteristics in multiple interconnection of PV systems

A method for evaluating the operation characteristic of grid-connected PV systems in multiple interconnection was proposed and a suppression of PV electric energy which is reduced by an automatic voltage control unit was estimated using a yearly scale simulation. The automatic voltage control unit is one of the PV inverter functions. In Japan, PV systems must be provided with this function to maintain within 101 V±6 V for the standard voltage of 100 V according to the technical recommendations. The automatic control voltage unit adjusts the distribution-line voltage at a connected point using leading reactive power or active power. Especially, the adjustment of active power will cause a suppression of PV electric energy.     

光伏发电系统的超导储能设计

超导储能(SMES)具有非常快速的功率调节能力和灵活的四象限运行能力,可完成调节电力系统功率因数、补偿电压跌落等功能。文章针对光伏发电系统的特殊运行方式,提出了利用光伏出力与本地负荷需求的差值作为SMES控制器的功率控制信号策略。在PSCAD/EMTDC仿真平台建立了超导储能系统模型,并对其在光伏发电系统的中的运行控制方式进行研究。研究结果表明,超导储能与光伏系统配合可以很好地解决光伏发电功率易受环境影响、不可调节、难于满足负荷需求的问题,对由负荷变化引起的母线电压波动和故障引起的母线电压跌落具有良好的补偿作用。     

基于集合经验模态分解的微电网混合储能优化配置

为了平抑微电网联络线功率,该文采用磷酸铁锂电池与超级电容组合的方式进行微电网混合储能优化配置。首先,根据电网调度安排,将微电网净负荷分解为联络线功率与混合储能系统总功率。其次,通过集合经验模态分解将混合储能总功率分解为锂电池平抑的低频分量与超级电容平抑的高频分量,并建立混合储能的等年值成本、平抑联络线功率、能量供需平衡目标函数,采用自适应粒子群算法求解混合储能容量。根据储能的荷电状态,采用模糊控制算法对锂电池、超级电容的充放电功率进行二次修正,保证储能系统的长期运行。基于某并网型微电网进行算例分析,仿真验证该方法的经济性与有效性。     

Frequency control by the PV station in electric power systems with hydrogen energy storage

The rapid growth of renewable energy capacity, in particular photovoltaic systems, is creating challenges associated with changing the rate of transient processes in the power system. This is due to the approach PV systems are connected to the grid using power converters and the absence of a rotating mass in the PV power plant. One of the most pressing challenge is the participation of PV stations in the process of frequency control in power systems, including in emergency modes. Simultaneously with PV power plants, it is efficient to use energy storage systems, including hydrogen ones. This is due to the fact that it is possible to obtain hydrogen for such energy storage systems using excess energy from PV power plants. The article proposes to solve the problem of frequency regulation in the power system by using an algorithm that allows to control the frequency in the power system using a synthetic inertia block of PV station, including at different levels of insolation and temperature of PV panels. The robustness of the proposed algorithm allows it to be used at different levels of power generated by the PV station, as well as in emergency modes.     

State coordinated voltage control in an active distribution network with on-load tap changers and photovoltaic systems

Decreasing costs and favorable policies have resulted in increased penetration of solar photovoltaic (PV) power generation in distribution networks. As the PV systems penetration is likely to increase in the future, utilizing the reactive power capability of PV inverters to mitigate voltage deviations is being promoted. In recent years, droop control of inverter- based distributed energy resources has emerged as an essential tool for use in this study. The participation of PV systems in voltage regulation and its coordination with existing controllers, such as on-load tap changers, is paramount for controlling the voltage within specified limits. In this work, control strategies are presented that can be coordinated with the existing controls in a distributed manner. The effectiveness of the proposed method was demonstrated through simulation results on a distribution system.