微電網(wǎng)中儲能系統(tǒng)的運(yùn)行方式和控制策略.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)事故的頻頻發(fā)生和不可再生能源的日益衰竭，微電網(wǎng)作為一種新型組網(wǎng)形式正在成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。微電網(wǎng)容量和慣性相對比較小，很容易受到太陽能、風(fēng)能等分布式電源和負(fù)載波動的影響，導(dǎo)致輸出電能存在一些問題，比如輸出電能不連貫和難以穩(wěn)定控制等。而儲能技術(shù)的加入很好地解決了這些難題?，F(xiàn)在儲能在微網(wǎng)中占據(jù)很重要的地位。
　　蓄電池儲能發(fā)展長遠(yuǎn)、技術(shù)成熟、價格低廉，近些年對環(huán)境無污染的鈉硫電池已在全世界蓄電池儲能總裝機(jī)量中排名首位，因此

2、蓄電池儲能在微網(wǎng)中的應(yīng)用前景十分廣闊。本文把蓄電池儲能系統(tǒng)作為研究對象，研究儲能在微網(wǎng)并網(wǎng)與孤立運(yùn)行之間轉(zhuǎn)換及孤立運(yùn)行時對微網(wǎng)的支撐作用。
　　首先建立了蓄電池等效電路模型，深入分析了蓄電池儲能系統(tǒng)的組成部分，研究了各組成部分的功能以及各部分對蓄電池儲能系統(tǒng)的重要性。蓄電池儲能中的電池管理部分可以為儲能的可靠運(yùn)行提供保證，剩余容量的測量是這部分最重要的一個環(huán)節(jié)，本文給出了一種簡易地通過蓄電池端電壓來判斷剩余容量的方法。
　　

3、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是蓄電池與外界進(jìn)行能量交換的關(guān)鍵組成部分，可以為系統(tǒng)提供雙向可控的功率。通過與電流型PWM變流器比較分析，確定了三相電壓型PWM變流器作為功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的充放電主電路。分析了PWM變流器的工作方式，并給出了其在三相靜止坐標(biāo)系和dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。在PWM變流器的開關(guān)控制中引入了空間矢量脈寬調(diào)制，以獲得更好的控制性能。
　　為實(shí)現(xiàn)蓄電池儲能系統(tǒng)對微網(wǎng)的支撐作用，本文提出將大型儲能系統(tǒng)應(yīng)用于微電網(wǎng)中。在大型儲能系

4、統(tǒng)中，其中一個儲能裝置作為主控電源，采用恒壓恒頻控制（孤島運(yùn)行）或恒功率控制（微電網(wǎng)并配電網(wǎng)運(yùn)行）；其它儲能裝置作為從屬電源，不參與調(diào)節(jié)過程，始終保持恒功率控制來維持最大功率輸出。獲取準(zhǔn)確的電壓相位信息是實(shí)現(xiàn)兩種控制的前提，本文在對基本鎖相環(huán)進(jìn)行分析后，研究了三相軟件鎖相環(huán)在控制中的應(yīng)用。通過分析兩種控制的原理和結(jié)構(gòu)建立了相應(yīng)的控制模型。
　　在微電網(wǎng)中，維持系統(tǒng)穩(wěn)定的決定因素是功率平衡。為驗(yàn)證提出的大型儲能系統(tǒng)控制策略的有效性，

5、本文針對城市中的重要負(fù)荷以及遠(yuǎn)離大電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)的負(fù)荷建立了含有儲能系統(tǒng)以及光伏發(fā)電的微電網(wǎng)系統(tǒng)。在城市中，假設(shè)光伏電源電量不足，研究了儲能系統(tǒng)能否在微電網(wǎng)并網(wǎng)與獨(dú)立運(yùn)行模式之間轉(zhuǎn)換以及在微網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行負(fù)荷發(fā)生變化時有效地調(diào)節(jié)微網(wǎng)內(nèi)的功率平衡。在偏遠(yuǎn)地區(qū)，假設(shè)光伏電源電量充足，模擬了包含儲能系統(tǒng)與光伏系統(tǒng)的微網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行工況。仿真結(jié)果表明，無論是運(yùn)行模式轉(zhuǎn)換還是獨(dú)立運(yùn)行模式下負(fù)荷的變動，大型儲能系統(tǒng)都可以有效維持系統(tǒng)內(nèi)的功率平衡，保證電壓和