含壓縮空氣的復(fù)合儲能系統(tǒng)能量管理策略研究.pdf

1、冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)的發(fā)展是分布式新能源發(fā)電的必然要求，為分布式電源有效利用和大規(guī)模接入的電網(wǎng)，同時提升電網(wǎng)電能質(zhì)量和滿足用戶多種用能需求提供了解決方案。而壓縮空氣儲能系統(tǒng)具有冷熱電聯(lián)供特性，對于接入CCHP微網(wǎng)具有獨特優(yōu)勢。本文搭建含壓縮空氣的復(fù)合儲能系統(tǒng)，為冷熱電聯(lián)供型微網(wǎng)提供一種兼具儲能容量和儲能密度、環(huán)境友好且能實現(xiàn)能量梯級利用的儲能方式。
　　本文首先對蓄電池和超級電容的儲能特性做了簡要分析，在壓縮空氣儲能模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計方面

2、，加入換熱模塊，實現(xiàn)多級回熱，既避免了儲能系統(tǒng)對化石燃料的依賴，又提升了系統(tǒng)儲能效率。然后，設(shè)計了三種儲能方式結(jié)合的復(fù)合儲能系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)。復(fù)合儲能系統(tǒng)的構(gòu)建，為CCHP微網(wǎng)提供了一種大容量、快速響應(yīng)、長壽命、高可靠性且滿足多種能量需求的儲能方式。
　　壓縮空氣儲能系統(tǒng)本身是一個涉及多種能量形式互相轉(zhuǎn)化且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)。本文在壓縮空氣儲能系統(tǒng)熱力學(xué)分析方面，將系統(tǒng)分為壓縮、換熱、膨脹等主要環(huán)節(jié)進行分析，研究多種能量形式的轉(zhuǎn)換和各個環(huán)

3、節(jié)能效。系統(tǒng)冷、熱、電三種能量形式相互獨立又互相影響，其分配方式會直接影響系統(tǒng)的綜合效率，所以需要在不同工況下，根據(jù)用戶對冷熱電的不同需求，對系統(tǒng)能量進行有效管理。
　　復(fù)合儲能系統(tǒng)研究的重點是能量管理和控制策略。本文將充分考慮冷熱電梯級利用，提升系統(tǒng)綜合效率。在控制策略上，采用主動儲能形式，首先采用最優(yōu)裁剪學(xué)習(xí)機法對分布式能源發(fā)電功率進行多時間尺度預(yù)測，并根據(jù)微網(wǎng)調(diào)度功率確定儲能目標功率，然后通過經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(EMD)法，結(jié)合風

4、機功率、冷熱電負荷、各儲能單元效率、容量配置成本、SOC等約束，對壓縮空氣儲能、蓄電池、超級電容三種儲能方式目標功率進行分配。在得到壓縮空氣儲能目標功率后，根據(jù)微網(wǎng)對冷熱電動負荷情況，對系統(tǒng)進行有效能量管理，以此提升了復(fù)合儲能系統(tǒng)綜合效率，且盡可能的滿足了用戶對不同能量形式的需求。
　　最后，在復(fù)合儲能實驗平臺的監(jiān)測與控制方面，設(shè)計了基于LabVIEW和MATLAB聯(lián)合的上位監(jiān)控系統(tǒng)。實現(xiàn)了系統(tǒng)的實時監(jiān)測，并將控制策略轉(zhuǎn)換為實時控