微電網(wǎng)復(fù)合儲能容量優(yōu)化配置與控制技術(shù)研究.pdf

1、作為高滲透率分布式電源并網(wǎng)的一種管理方案，微電網(wǎng)得到了普遍關(guān)注。儲能裝置作為重要的能量緩沖環(huán)節(jié)，在微電網(wǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，特別是目前提出的復(fù)合儲能技術(shù)，相比于單一儲能表現(xiàn)出諸多優(yōu)勢，在微電網(wǎng)中逐漸得到了研究和應(yīng)用。鑒于復(fù)合儲能成本昂貴，其容量配置的多少直接關(guān)系到微電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和供電可靠性，同時(shí)對復(fù)合儲能控制策略的好壞也將影響復(fù)合儲能的推廣和應(yīng)用。因此本文針對微電網(wǎng)中包含蓄電池和超級電容器的復(fù)合儲能的容量進(jìn)行優(yōu)化配置，并對含此復(fù)

2、合儲能、風(fēng)光可再生能源及典型負(fù)荷的微電網(wǎng)控制技術(shù)展開討論和研究。
　　本文首先根據(jù)風(fēng)力、光伏發(fā)電的特點(diǎn)以及儲能裝置的充放電特性，對微電網(wǎng)中的各微源出力分別建立了數(shù)學(xué)模型。提出一種合理配置復(fù)合儲能容量的能量調(diào)度策略，該策略基于低通濾波原理對超級電容和蓄電池的補(bǔ)償功率進(jìn)行分配，并考慮儲能額定功率限值及儲能荷電狀態(tài)(State of Charge，SoC)進(jìn)行功率修正?？紤]儲能自身工作限制和系統(tǒng)正常運(yùn)行對儲能容量配置的約束，建立以包含儲

3、能裝置一次性投資費(fèi)用、運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用的日均成本最低為目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型。提出應(yīng)用具有收斂速度快、全局收斂能力強(qiáng)的量子行為粒子群優(yōu)化(Quantum-behaved Particle Swarm Optimization，QPSO)算法配置復(fù)合儲能的容量。以華北地區(qū)某微電網(wǎng)為實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)算，結(jié)果驗(yàn)證了所提能量調(diào)度策略的合理性，并通過分析配置結(jié)果，與傳統(tǒng)粒子群優(yōu)化(Particle Swarm Optimization，PSO)算法進(jìn)行了對比

4、，證明QPSO算法可使求解結(jié)果更佳從而使適應(yīng)度值更小，提高了復(fù)合儲能裝置的經(jīng)濟(jì)性。
　　為體現(xiàn)復(fù)合儲能容量優(yōu)化配置過程中能量管理對復(fù)合儲能的能量分配以及對各微電源的能量調(diào)度，保證微電網(wǎng)在運(yùn)行工況發(fā)生變化時(shí)能夠穩(wěn)定運(yùn)行，需從下層控制的角度研究含復(fù)合儲能的微電網(wǎng)控制技術(shù)。由于微電網(wǎng)中各個(gè)微源大多通過逆變器接入系統(tǒng)母線，本文對微電網(wǎng)中常用的下垂控制和恒功率控制兩種控制方式分別進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過仿真及結(jié)果分析驗(yàn)證了控制方式的正確性，

5、為搭建微電網(wǎng)整體仿真模型提供了基礎(chǔ)。
　　基于微電源逆變器的設(shè)計(jì)，將其具體地應(yīng)用到包含風(fēng)光發(fā)電及復(fù)合儲能的微電網(wǎng)中。首先選擇適用于風(fēng)光發(fā)電及復(fù)合儲能的控制方式，為充分利用風(fēng)機(jī)和光伏裝置發(fā)出的電能，使其按照最大功率情況輸出，選擇恒功率控制方式作為兩者接口逆變器的控制方法;同時(shí)，對應(yīng)能量管理對復(fù)合儲能的能量分配原則，為使能量密度大的蓄電池補(bǔ)償波動平緩的功率分量并為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓和頻率，對其接口逆變器采用下垂控制，對超級電容器接口逆