由于可再生能源的间歇性特点,储能单元广泛应用于孤岛直流微电网中。为保护储能单元,防止过度充放,需要对储能单元的荷电状态(state of charge,SOC)实行均衡控制,然而各储能单元线路阻抗及容量存在的差异将对SOC均衡造成影响。针对这一...由于可再生能源的间歇性特点,储能单元广泛应用于孤岛直流微电网中。为保护储能单元,防止过度充放,需要对储能单元的荷电状态(state of charge,SOC)实行均衡控制,然而各储能单元线路阻抗及容量存在的差异将对SOC均衡造成影响。针对这一问题,提出了一种基于一致性算法及自适应下垂控制的储能单元SOC均衡控制策略。首先,通过定义电流比例系数,建立了各储能单元下垂系数与SOC之间的函数关系式,实现了储能单元自适应SOC均衡,并通过劳斯判据证明了系统的稳定性。其次,将所提控制策略与其他文献控制方法进行对比,并且考虑了4种不同工况对SOC均衡的影响。最后,通过Matlab/Simulink进行了仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。展开更多
本工作以光储氢孤岛直流微电网为研究对象,针对含电/氢混合储能系统的微电网能量流动关系复杂、安全稳定运行要求高的特点,在深入分析系统工作模式的基础上,提出了考虑蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)和储氢罐荷氢状态(state of hy...本工作以光储氢孤岛直流微电网为研究对象,针对含电/氢混合储能系统的微电网能量流动关系复杂、安全稳定运行要求高的特点,在深入分析系统工作模式的基础上,提出了考虑蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)和储氢罐荷氢状态(state of hydrogen,SOH)融合的分层协调控制策略。该协调控制策略能够协调光伏发电单元工作在最大功率跟踪和负载功率跟踪双模式;电解制氢单元能够自动切除和投入运行,且投入运行时能够在最小功率工作点、最大效率工作点和最大功率工作点3种模式之间自适应切换;燃料电池单元自动介入运行补充微电网的功率缺额;负载按照优先级自动投切;蓄电池荷电状态和储氢罐荷氢状态处于合理工作范围,实现了微电网优化可靠运行。不同工况下的仿真结果验证了所提协调控制策略的正确性和有效性。展开更多
为解决传统的下垂控制存在均分精度不足、无法合理分配电流、下垂系数的取值无限制以及电池荷电状态(state of charge, SOC)均衡速度慢的问题,提出一种基于改进下垂系数的SOC均衡下垂控制。首先,分析了传统幂指数形式下垂控制的缺陷,提...为解决传统的下垂控制存在均分精度不足、无法合理分配电流、下垂系数的取值无限制以及电池荷电状态(state of charge, SOC)均衡速度慢的问题,提出一种基于改进下垂系数的SOC均衡下垂控制。首先,分析了传统幂指数形式下垂控制的缺陷,提出幂指数嵌套反正切函数的下垂系数形式,以此来限制下垂系数的取值进而提高控制系统的稳定性与可靠性。随后,针对SOC均衡速度较慢的问题,提出在下垂系数中引进增速因子Q来提升均衡速度,并分析了不同Q值对下垂曲线的影响。最后,搭建仿真模型对改进方法进行对比验证。仿真结果表明所提改进的SOC均衡速度在SOC差距较小时有较大提升。在SOC均衡的过程中,下垂系数的变化更平滑,母线电压在SOC差距较大时也不会发生较大振荡。展开更多
为解决高渗透率区域电网存在转动惯量降低、系统调频能力下降、频率稳定性降低等问题,在储能调频的基础上,增加风电机组调频控制,通过分析风电渗透率δ对系统的影响,从减小电池损耗、延长储能寿命的角度出发,提出1种考虑荷电状态SOC(sta...为解决高渗透率区域电网存在转动惯量降低、系统调频能力下降、频率稳定性降低等问题,在储能调频的基础上,增加风电机组调频控制,通过分析风电渗透率δ对系统的影响,从减小电池损耗、延长储能寿命的角度出发,提出1种考虑荷电状态SOC(state-of-charge)和δ影响的自适应风储协同一次调频控制PFRC(primary frequency regulation control)策略。该控制策略由考虑SOC和调频死区的储能自适应PFRC和考虑δ的风电自适应PFRC策略协同配合,能够有效提高系统稳定性和电网调频效果。在阶跃扰动下频率的跌落最低点由0.33变为0.07,连续负荷扰动下所提控制策略与单一储能调频相比,频率质量由3.966变为1.676,SOC质量由0.06407变为0.01648,储能SOC变化更加平缓,能够节省储能容量的配置,减小储能单元的损耗,相对于单一储能调频能够达到更好的调频效果,维持系统稳定运行。最后通过在MATLAB/Simulink中搭建区域电网模型,验证控制策略的有效性。展开更多
基于下垂控制策略的蓄电池储能管理方案被广泛应用于孤岛电网,但在放电过程中并联蓄电池储能设备相互间将出现电荷状态(State of Charge,SOC)差异,使某些储能设备提前退出运行,显著削弱了系统稳定性。针对上述问题,提出一种适用于多储...基于下垂控制策略的蓄电池储能管理方案被广泛应用于孤岛电网,但在放电过程中并联蓄电池储能设备相互间将出现电荷状态(State of Charge,SOC)差异,使某些储能设备提前退出运行,显著削弱了系统稳定性。针对上述问题,提出一种适用于多储能设备的SOC一致性控制策略,并进行优化。将SOC作为下垂控制器输入量,根据SOC实时调节储能设备的输出功率,使并联储能设备的SOC在放电过程中逐渐趋于一致,进而在孤岛电网频率偏移约束以及逆变器最大输出有功功率限制下对加速因子进行在线优化,显著减少了并联蓄电池储能设备间SOC最终差值,达到更佳的均衡效果。仿真与实验结果验证了SOC一致性优化控制策略理论分析的正确性和实现方案的有效性。展开更多
文摘由于可再生能源的间歇性特点,储能单元广泛应用于孤岛直流微电网中。为保护储能单元,防止过度充放,需要对储能单元的荷电状态(state of charge,SOC)实行均衡控制,然而各储能单元线路阻抗及容量存在的差异将对SOC均衡造成影响。针对这一问题,提出了一种基于一致性算法及自适应下垂控制的储能单元SOC均衡控制策略。首先,通过定义电流比例系数,建立了各储能单元下垂系数与SOC之间的函数关系式,实现了储能单元自适应SOC均衡,并通过劳斯判据证明了系统的稳定性。其次,将所提控制策略与其他文献控制方法进行对比,并且考虑了4种不同工况对SOC均衡的影响。最后,通过Matlab/Simulink进行了仿真分析,验证了所提控制策略的有效性。
文摘本工作以光储氢孤岛直流微电网为研究对象,针对含电/氢混合储能系统的微电网能量流动关系复杂、安全稳定运行要求高的特点,在深入分析系统工作模式的基础上,提出了考虑蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)和储氢罐荷氢状态(state of hydrogen,SOH)融合的分层协调控制策略。该协调控制策略能够协调光伏发电单元工作在最大功率跟踪和负载功率跟踪双模式;电解制氢单元能够自动切除和投入运行,且投入运行时能够在最小功率工作点、最大效率工作点和最大功率工作点3种模式之间自适应切换;燃料电池单元自动介入运行补充微电网的功率缺额;负载按照优先级自动投切;蓄电池荷电状态和储氢罐荷氢状态处于合理工作范围,实现了微电网优化可靠运行。不同工况下的仿真结果验证了所提协调控制策略的正确性和有效性。
文摘为解决传统的下垂控制存在均分精度不足、无法合理分配电流、下垂系数的取值无限制以及电池荷电状态(state of charge, SOC)均衡速度慢的问题,提出一种基于改进下垂系数的SOC均衡下垂控制。首先,分析了传统幂指数形式下垂控制的缺陷,提出幂指数嵌套反正切函数的下垂系数形式,以此来限制下垂系数的取值进而提高控制系统的稳定性与可靠性。随后,针对SOC均衡速度较慢的问题,提出在下垂系数中引进增速因子Q来提升均衡速度,并分析了不同Q值对下垂曲线的影响。最后,搭建仿真模型对改进方法进行对比验证。仿真结果表明所提改进的SOC均衡速度在SOC差距较小时有较大提升。在SOC均衡的过程中,下垂系数的变化更平滑,母线电压在SOC差距较大时也不会发生较大振荡。
文摘为解决高渗透率区域电网存在转动惯量降低、系统调频能力下降、频率稳定性降低等问题,在储能调频的基础上,增加风电机组调频控制,通过分析风电渗透率δ对系统的影响,从减小电池损耗、延长储能寿命的角度出发,提出1种考虑荷电状态SOC(state-of-charge)和δ影响的自适应风储协同一次调频控制PFRC(primary frequency regulation control)策略。该控制策略由考虑SOC和调频死区的储能自适应PFRC和考虑δ的风电自适应PFRC策略协同配合,能够有效提高系统稳定性和电网调频效果。在阶跃扰动下频率的跌落最低点由0.33变为0.07,连续负荷扰动下所提控制策略与单一储能调频相比,频率质量由3.966变为1.676,SOC质量由0.06407变为0.01648,储能SOC变化更加平缓,能够节省储能容量的配置,减小储能单元的损耗,相对于单一储能调频能够达到更好的调频效果,维持系统稳定运行。最后通过在MATLAB/Simulink中搭建区域电网模型,验证控制策略的有效性。
文摘基于下垂控制策略的蓄电池储能管理方案被广泛应用于孤岛电网,但在放电过程中并联蓄电池储能设备相互间将出现电荷状态(State of Charge,SOC)差异,使某些储能设备提前退出运行,显著削弱了系统稳定性。针对上述问题,提出一种适用于多储能设备的SOC一致性控制策略,并进行优化。将SOC作为下垂控制器输入量,根据SOC实时调节储能设备的输出功率,使并联储能设备的SOC在放电过程中逐渐趋于一致,进而在孤岛电网频率偏移约束以及逆变器最大输出有功功率限制下对加速因子进行在线优化,显著减少了并联蓄电池储能设备间SOC最终差值,达到更佳的均衡效果。仿真与实验结果验证了SOC一致性优化控制策略理论分析的正确性和实现方案的有效性。
文摘电动汽车锂动力电池组中单体电池的不一致性会导致电池组的容量和使用寿命的衰减,严重影响了电动汽车的性能。为此设计了一种以双向Buck-Boost拓扑为主电路的主动均衡控制系统,采用极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)预测电池的荷电状态(State of Charge,SOC),并以SOC作为主要的均衡判据,提出了一种新型的主动均衡控制策略,实现了锂电池组在充电过程和静置状态下的主动均衡。实验结果表明:所提出的双向主动均衡控制方法可以准确高效地实现均衡目标,且能量损耗较少。
