風光儲微電網(wǎng)復合儲能控制策略研究.pdf

1、在環(huán)境污染和化石能源危機的雙重壓力下，風力、光伏等分布式發(fā)電技術得到快速發(fā)展，其在電力供應和低碳生活中的作用也越來越明顯。由于風力發(fā)電、光伏發(fā)電受外界環(huán)境等因素影響又具有隨機性、間歇性特點，如果直接并網(wǎng)會嚴重影響電網(wǎng)的電能質量和可靠性，所以需要儲能作為能量緩沖裝置保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。鑒于單一儲能自身存在的局限性，本文根據(jù)超級電容器和蓄電池在功能、特點方面的互補性，提出由它們組成復合儲能，并將其應用到風光微電網(wǎng)中。
　　本文首先

2、介紹了光伏發(fā)電、風力發(fā)電、蓄電池、超級電容器的發(fā)電原理，并建立了相應的數(shù)學模型。在此基礎上，利用PSCAD軟件仿真研究了其工作特性。
　　其次，建立了并網(wǎng)逆變器dq旋轉坐標系下的數(shù)學模型，并對LC濾波器的參數(shù)進行了設計，研究了PQ控制、下垂控制的工作原理。針對低壓微電網(wǎng)線路阻抗比大而無法直接使用高壓系統(tǒng)中下垂控制的問題，提出了一種改進下垂控制方式，即在電壓電流雙環(huán)控制的電感電流處引入反饋感性阻抗，使得逆變器的等效輸出阻抗為感性，并

3、利用PSCAD軟件仿真驗證了該方法的合理性。
　　再次，通過對超級電容器和蓄電池幾種組合方式的對比分析，選擇了一種復合儲能有源式并聯(lián)結構。為了平抑風光的并網(wǎng)波動功率、保證離網(wǎng)狀態(tài)下系統(tǒng)電壓和頻率的穩(wěn)定以及微電網(wǎng)運行模式的平滑切換，提出了關于復合儲能的能量管理和控制策略。能量管理方面，遵循超級電容器優(yōu)先工作原則，通過判斷超級電容器端電壓大小來選擇復合儲能的工作方式。其中，超級電容器平抑風光并網(wǎng)波動功率的高頻部分，蓄電池平抑低頻部分，

4、進而減少蓄電池的充放電次數(shù)，延長其使用壽命。控制策略方面，蓄電池的雙向DC/DC變換器采用恒功率控制，超級電容器的雙向DC/DC變換器采用恒母線電壓控制，保證了直流母線電壓的穩(wěn)定，實現(xiàn)了復合儲能的雙向充放電控制；另外，針對微電網(wǎng)并/離網(wǎng)運行模式的切換，提出復合儲能雙向DC/AC變換器在PQ控制和改進下垂控制間的切換控制。
　　最后，利用PSCAD軟件搭建了含復合儲能的風光微電網(wǎng)仿真模型，仿真分析了微電網(wǎng)并網(wǎng)運行、離網(wǎng)運行、并/離網(wǎng)