现如今,在国内外光伏发电技术得到了快速的发展,并且被广泛应用。能量存储系统作为光伏微网系统中重要的组成部分,其可以起到稳定电网的功率波动,维持母线电压稳定的作用。因为传统的蓄电池储能系统使用寿命较短、功率密度较低,所以导致储能系统的成本增加。混合储能技术因其低成本、高性能等优势而快速发展。对混合储能系统的管理和功率分配的研究是一个决定着混合储能系统能否充分发挥其性能的根本性技术问题,这也是本文研究的主要目标。首先对光伏电池工作的基本原理、模型和其发电特性进行了简要的分析,建立了相应的数学模型;介绍了光伏电池MPPT(Maximum Power Point Tracking)原理,对比并分析各种常用MPPT算法,结合目前常用最大功率点跟踪算法,设计基于信号注入的极值搜索控制算法。搭建仿真模型,通过分析仿真结果,验证所设计控制算法的有效性。其次对各种储能单元进行分析对比,选择铅酸蓄电池与超级电容构成混合储能系统,简要介绍了铅酸蓄电池与超级电容的工作原理、等效电路模型,并分别建立了仿真模型;对DC/DC变换器的工作原理进行了分析,设计DC/DC变换器控制策略对混合储能系统进行充放电控制,并搭建仿真模型,验证所设计控制策略的合理性。最后分析了各种混合储能系统连接方式,选择铅酸蓄电池和超级电容先分别连接到双向DC/DC变换器上,然后并联,最后连接到直流母线上;针对混合储能系统功率的分配,设计了低通滤波算法。针对混合储能系统能量的管理,设计了基于荷电状态的模糊控制算法进行储能系统的能量管理。利用超级电容功率密度大、响应速度快的优点,快速响应系统中功率波动。利用铅酸蓄电池能量密度大的优点,平衡系统中能量,实现系统稳定运行。建立设计的控制策略的仿真模型,验证所设计控制策略的合理性与有效性。
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