微电网中多元储能的控制策略研究

作     者：杨歆玉 

作者单位：三峡大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴正平;毕大强

授予年度：2012年

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：电力工业 微电网 多元储能 控制策略 

摘      要：随着能源与环境问题的日趋严重,分布式发电技术已成为电力工业的重要研究方向之一。但是分布式发电也存在着诸多问题。为了解决电力系统与分布式发电间的矛盾,微电网概念应运而生,并很快成为国内外电气工程研究领域的最新前沿课题之一。\n 储能设备作为微电网的主要设备之一,可以提高电能质量、系统的稳定性和资源利用率,为微网并网时平抑新能源发电输出功率的间歇性、波动性,为孤岛运行时提供电压和频率参考,模式切换时提供电压支持和功率平衡。但是采用一种设备并不能满足其要求。\n 本文以电力系统国家重点实验室资助项目“微电网实验室平台建设和运行控制研究为背景,主要研究了多元储能对微电网应用的理论和仿真。为后续微电网的深入研究奠定了基础。\n 首先,搭建了风电场发电模型,并利用BP神经网络建立了风速预测系统,用以预测未来一天风电场的风速值,并将预测的功率值反馈给电网调度中心机构。在风电场的出口处加入钒电池储能系统,风电场并网后,钒电池储能系统平抑风电场输出的有功功率与调度有功功率之间的差值以提高风电场与电力系统协调运行能力。\n 其次,为了提高储能设备的输出功率,提高风电场并网的稳定性,本文采用多台钒电池,分别经过 DC/DC变换器后并联,作为储能设备加在风电场出口处,建立了基于钒电池并联储能系统的风力发电并网系统模型。提出了按照钒电池的荷电状态(即 SOC状态)进行分流控制的混合储能系统方案。\n 最后,搭建光伏发电模型作为微电源,采用钒电池和超级电容器并联储能作为微电网的混合储能系统能够大大提高微电网系统的稳定性和快速响应性。钒电池做为微电网的主要储能设备,超级电容器只在并网转孤岛模式时工作,其逆变侧采用跟踪电网电压和频率的vf控制,以提高微电网在模式转换时的稳定性和快速响应性。采用此方法在在并网转孤岛时,超级电容器能够快速地响应微电网中模式的切换,快速稳定负载侧的电流,提高了微电网的稳定性。