基于优化变分模态分解的混合储能平抑风电波动策略

为解决风力发电随机、间歇特性造成的功率波动问题，文中提出将氢气储能和超级电容器组合成混合储能系统接入风电场中，以平抑风电波动。采用滑动平均滤波确定并网功率和混合储能功率；在储能功率分配方面，针对现有VMD算法参数选择上存在主观性和经验性的问题，提出使用灰狼优化算法对分解个数K及惩罚项α进行寻优，避免分解后各模态之间发生频率混叠的现象。此外，为将各储能设备荷电状态维持在合理范围内，避免过度充放电，采用模糊控制对功率指令进行二次修正。最后以新疆某地区的风电场数据为依据，在Matlab/Simulink中进行仿真，仿真结果表明所提策略具有有效性。     

平滑风功率波动的储能配置及控制算法综述

风速的不稳定性导致了风机发电功率的波动性,需要将风功率波动平抑到限制要求内才能使风电安全并网,本文针对现有研究关于配置储能来平抑风电出力的功率波动进行了文献综述。首先,介绍了储能系统分类及各类储能的功率特性,并基于不同时间尺度下的风功率平抑要求进行储能选型;然后,评述了平抑策略中的控制算法和能量管理方法,详细分析了求取并网期望功率的几种重要控制算法及各自的关键参数;最后,梳理了储能系统的容量配置方法及涉及的求解算法。文末,对容量配置和控制算法作了简要总结,对研究方向进行了展望。     

基于模型预测-动态规划的微网混合储能能量管理

针对由蓄电池和氢储能装置的混合储能系统,提出一种基于模型预测-动态规划的混合储能系统能量管理策略,协调能源并网对电网造成的冲击、降低系统能量损耗和储能运行成本。建立混合储能系统功率预测模型,构建罚函数将三个评价目标转化为单一目标求解,约束储能系统的容量、功率等指标,并采用动态规划算法优化蓄电池充放电控制。算例结果表明,该控制策略协调了混合储能的功率分配,具有更好的并网平波抑制、降低能耗效果,微网运行具有良好的经济性。     

一种复合储能系统的改进控制方法

为了平抑新能源电源发电中产生的功率波动,文中将磷酸铁锂电池和超级电容组合,通过双向半桥变换器构成复合储能系统。根据储能元件对功率波动的频率需求不同,采用低通滤波确定各储能元件的给定功率,并用双闭环控制结构对双向变换器进行控制,同时考虑到储能元件的荷电状态对系统的影响,优化了储能系统的控制策略。Matlab/Simulink仿真结果表明,在复合储能系统稳定性提高的同时,储能电池的损耗降低,验证了所提出能量分配方案及控制策略的有效性。     

孤岛情况下基于模糊控制的储能系统功率控制策略研究

微电网运行于孤岛情况时,新能源发电间歇性强、波动性大的缺点严重影响微电网的安全运行与储能单元的使用寿命。传统的控制策略在微电网中接入多种分布式发电单元和储能单元后控制误差大、反应时间长,且无法处理功率协调与储能管理系统的固有矛盾。文中提出一种计及母线净功率的模糊控制策略,该控制策略以储能荷电状态(State of Charge, SOC)与母线净功率及其变化率为输入,采用重心法去模糊得到储能系统的输出功率,以达到平抑母线功率波动、协调储能单元出力和减少储能系统充放电次数的目的。最后通过仿真对所述策略与传统双输入模糊控制、PID控制与PSO算法进行比较,仿真结果验证了所述策略的优越性,并在微电网实验室中进行了试验,验证了所述策略的可行性。     

一种用于平抑风光功率波动的混合储能容量配置方法

风光发电功率具有强随机性和波动性,直接并网会引起电网频率不稳定,可利用混合储能系统有效平抑。文中以全钒液流电池和超级电容组成混合储能系统作为研究对象,提出一种混合储能容量配置方法。首先,采用自适应移动平均算法确定风光并网功率和储能系统功率;然后,利用鲸鱼优化的VMD分解储能系统功率,得到一系列模态分量和残差量,考虑残差量中可能包含的丰富信息,对其作相同的VMD分解,将两次分解产生的各模态分量分别作希尔伯特边际谱分析,确定分界频率,将所有低于分界频率的模态分量分配给全钒液流电池,其余由超级电容承担;最后,根据全钒液流电池和超级电容各自吸收、补偿功率情况,配置储能系统的额定功率和额定容量。算例分析表明,文中方法能够有效平抑风光输出功率波动,并实现混合储能系统额定功率、容量合理配置。     

基于模糊控制的微电网储能容量优化研究

在风光互补发电系统组成的微网中,储能技术的应用占有重要地位,为了优化混合储能系统的运行,利用滑动平均滤波算法将目标平抑功率分配到蓄电池和超级电容器中。考虑到各储能元件的荷电状态,提出利用模糊控制理论改变平均时间定值。利用MATLAB/Simulink构建模型进行仿真,仿真结果表明了所提的策略有效避免储能系统元件的荷电状态越界,达到控制的目的。     

储能逆变器并网/孤网双模式控制策略研究

研究了一种可并网/孤网双模式环境下发电的储能逆变器系统,建立了其系统仿真模型,在并网时采用电流源运行模型,孤网时采用电压源运行模型,在两种模式下基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)方式分别设计了相应的控制策略,且为了能在并网/孤网两种模式切换过程中实现平滑过渡,提出了相应的切换算法。并利用Matlab/Simulink对两种控制策略及切换算法进行仿真试验,仿真结果证明了该控制策略的有效性,并且易于实现。     

负荷预测算法下光伏并网储能集群控制系统

光伏并网储能受到谐振影响,导致功率控制结果达不到理想状态。针对该问题,设计了负荷预测算法下光伏并网储能集群控制系统。在Linux编译环境下,装置两路RS485通信接口。设计充放电控制器,实现对电池的充放电控制,避免产生谐波。根据滤波差分方程,设计储能集群控制电路,实现平抑波动。构建光伏并网储能负荷预测模型,通过对光伏并网储能负荷分析,为集群控制提供数据支持。采用闭环集群控制方式,分析电压、电流与光伏电池之间线性关系。结合适应步长的负荷跟踪方法,调整系统控制灵敏度。系统测试结果表明,所设计系统与实际功率最大值相差3×10⁴W,证实了系统设计方案的可行性。     

基于频率分割和虚拟直流机的混合储能控制策略研究

针对直流微电网混合储能中能量电池使用寿命的问题,设计频率分割器和功率调节环节,通过对系统净功率进行分割,提升混合储能的平抑效果和能量电池的使用寿命。并考虑到微电网储能变换器低惯量和弱阻尼的特点,采用虚拟直流发电机控制策略,提升系统的暂态稳定性。通过仿真结果表明,相较于传统PI控制,所设计的控制策略可以使母线电压波动小于0.53%;并且能量电池的功率波动和功率电池相比,变化趋势明显平缓。     

电池储能变流器调制方法综述

电池储能变流器是储能系统的核心部件,电池储能变流器调制方法的选择对输出电能的谐波质量、直流电压利用率和开关损耗有重要的影响。本文总结对比了多种电池储能变流器调制方法,阐述各自工作原理以及优缺点。然后针对某一实际算例,搭建了电池储能变流器模型,提出相应的调制方法及控制策略,并基于Matlab/Simulink仿真平台搭建风储系统仿真模型。通过仿真结果表明,所选择的调制方法能够进行有功功率滞环控制,可以将母线电压维持在允许范围内,同时有效减少谐波,使变流器输出达到并网要求。     

一种考虑风电随机性的电力系统电压运行区间计算方法

针对风电场出力的波动性使风电接入地区电网的随机性增强,并网点电压波动的频率和幅度变大,造成的电压稳定问题,以实际风电场的运行数据为基础,通过统计学方法分析风电场输出功率的波动特性,得到风功率波动率在不同时间尺度内的分布参数以及95%置信区间,并分析不同风电水平下的电压波动特性,在此基础上提出使用t location-scale分布函数对电压波动率的概率分布进行拟合,进而得出一种基于风功率波动特性以及仿射区间潮流算法的电压运行区间计算方法,通过该方法计算得到的电压运行区间反映了在风功率波动条件下未来一段时间内电力系统电压的运行区间,对风电接入系统的运行、控制及规划工作具有重要的指导意义。     

微网逆变器并网/孤岛无缝切换控制研究

微网并网运行与离网孤岛运行之间的切换会引起电压电流的暂态冲击,从而威胁系统的可靠运行。研究微网离并网运行时的恒压恒频与恒功率控制策略,并提出基于滞环缓冲环节的并网/孤岛无缝切换策略,抑制并网/孤岛切换过程中产生的暂态冲击。最后建立系统的Matlab/Simulink仿真模型,分别仿真分析了传统控制策略和新型控制策略。仿真结果表明,提出的新型切换控制策略可有效抑制切换过程中的暂态冲击,实现微网的平滑切换。     

飞轮储能单相并网控制策略设计

针对飞轮储能系统单相并网时存在控制系统复杂、网侧电流三次谐波含量高等问题,提出一种基于陷波器的比例积分（PI）控制并网策略。首先通过并网控制策略对网侧电流三次谐波影响的机理进行分析,在电压环PI调节器之后,电流环参考值之前设计一个合适的陷波器,用来消除特定谐波;然后通过频域稳定的方法整定合适的PI控制器参数,实现闭环稳定,以达到提高系统稳定性及电网电能质量的目的。通过设计具体实例,在Matlab仿真平台中搭建了不同的PI双环控制策略模型,对比结果表明,采用所提方法设计并网控制策略时网侧电流谐波畸变率较低,且系统稳定性较好,验证了设计方法的可行性,为实际工程中飞轮储能单相并网控制策略设计提供了一定的理论依据。     

考虑孤岛现象的储能系统奇次谐波频谱分析

为了实现对电力储能系统的协调控制能力,提出基于孤岛现象的储能系统奇次谐波频谱分析方法,构建多类型储能系统的奇次谐波检测模型,在孤岛现象作用下进行储能系统的低频成分抑制,将总储能中的低频成分指派给蓄电池,根据储能系统奇次谐波分量,进行超级电容器之间的功率分配,获取能量型储能系统奇次谐波频谱分量,采用波动平抑策略,在考虑孤岛现象作用下,基于模型预测控制算法进行储能系统奇次谐波频谱分析和特征提取,实现功率型超级电容器储能之间的功率优化分配。仿真结果表明,采用该方法进行储能系统奇次谐波频谱特征提取的准确性较好,提高了储能系统的协调控制能力,储能功率得到提升。     

变系数降频模型预测直接功率控制

模型预测直接功率控制是三相并网逆变器有效的控制策略之一，但是为了维持稳定快速的功率跟踪，通常需要一个较高的采样频率，造成不必要的开关损耗。定系数降频控制策略可以降低有效地开关动作次数，但是不方便确定合适的开关函数系数，且降低了系统性能。变系数降频控制策略可以同时实现稳定的功率跟踪和开关频率降低。仿真和实验结果显示，与定系数降频控制策略相比，变系数策略具有更优越的特性。     

风电储能系统能量调度策略研究

为了改善风电场发电的稳定性,抑制风电引起的电压波动与闪变,提高含风电电力系统的稳定性问题成为重要的研究内容,本文在简要介绍风电的特点的基础上,针对风电并网带来的电能质量及稳定性等问题,阐述了基于能量调度技术的解决方案,详细介绍了基于模糊理论＂最大-最小＂算法的调度系统控制器和系统其它主要部分的模型及仿真结果。控制器根据负荷用电量预测信息控制储能系统的充放电,不仅能有效抑制并网后电网的电能波动也能优化风电的发电质量。MATLAB仿真结果表明,风电储能系统能量调度策略和控制器是有效的,该系统能够有效减小风电场并网功率的波动。     

基于NSGA-Ⅱ的风电功率波动储能平抑控制技术

风能作为一种可再生能源,在自然界的储量十分丰富,得到了人们的广泛关注。在政府部门的大力支持下,风能发电已经成为我国重要发电形式,对我国节能减排事业有着重要的积极意义。风能作为一种清洁型能源,虽然在发电过程中对环境不产生污染,但由于风能的波动性较强,风电场对电力系统的稳定性有着重要的影响,如何有效地平抑风电的功率波动已经成为制约风电发展的重要瓶颈。本文主要针对基于储能系统的风电功率波动平抑进行简要的阐述,并对基于NSGA-Ⅱ的储能平抑控制技术进行简要的分析。     

无人飞行器电源系统研究北大核心CSCD

针对无人飞行器电源系统质量及功率波动问题,文中首先提出在无人飞行器电源系统中采用三端口拓扑,简化电路,实现无人飞行器轻质高效;其次,对太阳能电池阵与储能电池组成三端口供电系统的工作方式及控制策略进行了分析,通过采用功率支路复用及不同控制策略,实现太阳电池阵调节和储能电池组充放电控制,并保持飞行器母线电压稳定;然后,针对无人飞行器脉冲载荷问题,提出功率波动抑制设计方法,通过计算功率波动抑制控制器增益和储能电容容量,实现了功率波动抑制的目的;最后,通过仿真结果验证了在长脉宽工作模式下无人机脉冲载荷供电系统设计方法的有效性,具有工程应用价值。     

三相单级式光伏并网控制策略仿真

根据单级式光伏并网系统的拓扑结构及工作原理,建立了基于电网电压定向的矢量控制的并网逆变系统.该系统控制部分采用了最大功率跟踪、电压外环、电流内环的控制策略,保证光伏系统最大功率输出,实现并网电流与电网电压同频同相,高功率因素运行.