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
针对线路阻抗差异导致分布式储能单元荷电状态(state of charge,SOC)出现不均衡等问题,提出了一种基于SOC均衡误差补偿的非线性控制方法。首先,理论分析影响储能单元SOC均衡误差的因素,进而采用逐次逼近法调节下垂控制算法中的虚拟阻抗...针对线路阻抗差异导致分布式储能单元荷电状态(state of charge,SOC)出现不均衡等问题,提出了一种基于SOC均衡误差补偿的非线性控制方法。首先,理论分析影响储能单元SOC均衡误差的因素,进而采用逐次逼近法调节下垂控制算法中的虚拟阻抗,对线路阻抗差异进行实时补偿,使得负荷电流趋于平衡;其次,设置切换信号控制储能单元同步切换至SOC均衡控制阶段,利用补偿后的线路阻抗和SOC函数设计自适应下垂控制律,最终实现SOC均衡和均流控制。所提控制方法采用分布式控制结构,仅需相邻储能单元之间传递信息,动态一致性算法保证系统的全局共识和同步切换,大大减小了通信压力。最后,通过硬件在环实验验证了该方案的有效性和可行性。展开更多
A modular multilevel converter(MMC)integrated with split battery cells(BIMMCs)is proposed for the battery management system(BMS)and motor drive system.In order to reduce the switching losses,the state of charge(SOC)ba...A modular multilevel converter(MMC)integrated with split battery cells(BIMMCs)is proposed for the battery management system(BMS)and motor drive system.In order to reduce the switching losses,the state of charge(SOC)balancing strategy with a reduced switching-frequency(RSF)is proposed in this paper.The proposed RSF algorithm not only reduces the switching losses,but also features good balancing performance both in the unbalanced and balanced initial states.The results are verified by extensive simulations in MATLAB/Simulink surroundings.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
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
直流微电网处于孤岛运行状态时需要储能来维持整个系统的功率平衡与电压稳定,而分布式接入的储能单元由于负荷功率分配不合理等会出现荷电状态(state of charge,SOC)不一致问题。为了实现不同储能单元SOC之间的快速均衡,提出了一种基于...直流微电网处于孤岛运行状态时需要储能来维持整个系统的功率平衡与电压稳定,而分布式接入的储能单元由于负荷功率分配不合理等会出现荷电状态(state of charge,SOC)不一致问题。为了实现不同储能单元SOC之间的快速均衡,提出了一种基于自适应下垂控制的多储能SOC均衡策略。在所提策略中,储能单元的下垂系数通过反正切函数与SOC建立联系,下垂系数可随SOC在允许范围内自适应地变化,以达到合理分配功率、均衡多储能SOC的目的。此外,为了加快均衡速率,引入放大因子,并建立采用所提控制策略的直流微电网小信号模型,对放大因子对系统稳定性的影响进行了分析。最后,搭建了光储直流微电网硬件在环仿真(hardware-in-the-loop simulation,HILS)实验平台,实验结果验证了所提控制策略在快速均衡多储能SOC方面的有效性。展开更多
针对电池储能(battery energy storage system,BESS)平抑风电波动过程中电池单元荷电状态(state of charge,SOC)均衡性较差且未考虑风储净收益的问题,提出了风电波动平抑下考虑SOC均衡及收益的BESS功率分配策略。首先,建立综合考虑售电...针对电池储能(battery energy storage system,BESS)平抑风电波动过程中电池单元荷电状态(state of charge,SOC)均衡性较差且未考虑风储净收益的问题,提出了风电波动平抑下考虑SOC均衡及收益的BESS功率分配策略。首先,建立综合考虑售电收益、弃风惩罚、缺电惩罚及BESS运行成本等多个因素的风电并网指令优化模型,以并网指令波动率、电池组SOC标准差等多个因素为约束条件,提出改进算术优化算法(improved arithmetic optimization algorithm,IAOA)求解该优化模型。然后,将BESS划分为两个电池组,设计了BESS双层功率分配方法(double-layer power allocation method,DPAM),上层将BESS充放电指令分配给两个电池组,下层根据最大充放电功率原则或新型SOC均衡原则将电池组充放电指令分配给各自的电池单元。最后,通过仿真对所提策略进行了验证。仿真结果表明:IAOA加快了寻优速度,提高了寻优精度;DPAM提升了电池组内电池单元SOC的均衡速度,改善了均衡程度;提出的功率分配策略进一步降低了风电并网波动率,同时提高了风储系统净收益。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。
文摘针对线路阻抗差异导致分布式储能单元荷电状态(state of charge,SOC)出现不均衡等问题,提出了一种基于SOC均衡误差补偿的非线性控制方法。首先,理论分析影响储能单元SOC均衡误差的因素,进而采用逐次逼近法调节下垂控制算法中的虚拟阻抗,对线路阻抗差异进行实时补偿,使得负荷电流趋于平衡;其次,设置切换信号控制储能单元同步切换至SOC均衡控制阶段,利用补偿后的线路阻抗和SOC函数设计自适应下垂控制律,最终实现SOC均衡和均流控制。所提控制方法采用分布式控制结构,仅需相邻储能单元之间传递信息,动态一致性算法保证系统的全局共识和同步切换,大大减小了通信压力。最后,通过硬件在环实验验证了该方案的有效性和可行性。
文摘A modular multilevel converter(MMC)integrated with split battery cells(BIMMCs)is proposed for the battery management system(BMS)and motor drive system.In order to reduce the switching losses,the state of charge(SOC)balancing strategy with a reduced switching-frequency(RSF)is proposed in this paper.The proposed RSF algorithm not only reduces the switching losses,but also features good balancing performance both in the unbalanced and balanced initial states.The results are verified by extensive simulations in MATLAB/Simulink surroundings.
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。
文摘直流微电网处于孤岛运行状态时需要储能来维持整个系统的功率平衡与电压稳定,而分布式接入的储能单元由于负荷功率分配不合理等会出现荷电状态(state of charge,SOC)不一致问题。为了实现不同储能单元SOC之间的快速均衡,提出了一种基于自适应下垂控制的多储能SOC均衡策略。在所提策略中,储能单元的下垂系数通过反正切函数与SOC建立联系,下垂系数可随SOC在允许范围内自适应地变化,以达到合理分配功率、均衡多储能SOC的目的。此外,为了加快均衡速率,引入放大因子,并建立采用所提控制策略的直流微电网小信号模型,对放大因子对系统稳定性的影响进行了分析。最后,搭建了光储直流微电网硬件在环仿真(hardware-in-the-loop simulation,HILS)实验平台,实验结果验证了所提控制策略在快速均衡多储能SOC方面的有效性。
文摘针对电池储能(battery energy storage system,BESS)平抑风电波动过程中电池单元荷电状态(state of charge,SOC)均衡性较差且未考虑风储净收益的问题,提出了风电波动平抑下考虑SOC均衡及收益的BESS功率分配策略。首先,建立综合考虑售电收益、弃风惩罚、缺电惩罚及BESS运行成本等多个因素的风电并网指令优化模型,以并网指令波动率、电池组SOC标准差等多个因素为约束条件,提出改进算术优化算法(improved arithmetic optimization algorithm,IAOA)求解该优化模型。然后,将BESS划分为两个电池组,设计了BESS双层功率分配方法(double-layer power allocation method,DPAM),上层将BESS充放电指令分配给两个电池组,下层根据最大充放电功率原则或新型SOC均衡原则将电池组充放电指令分配给各自的电池单元。最后,通过仿真对所提策略进行了验证。仿真结果表明:IAOA加快了寻优速度,提高了寻优精度;DPAM提升了电池组内电池单元SOC的均衡速度,改善了均衡程度;提出的功率分配策略进一步降低了风电并网波动率,同时提高了风储系统净收益。
