基于超級電容器儲能的電能質量控制器關鍵技術研究.pdf

1、超級電容器是一種新型的電力儲能設備，具有功率密度大、充放電速度快、循環(huán)使用壽命長、環(huán)保性能好等特點，在分布式發(fā)電(DG)系統(tǒng)中利用超級電容儲能技術不僅可以將各DG發(fā)出的間歇的能量存儲下來，而且可以提高分布式發(fā)電系統(tǒng)的動態(tài)響應速度，調節(jié)微電網(wǎng)內部的電壓節(jié)點和功率潮流分布，實現(xiàn)對微電網(wǎng)內電壓和頻率的調節(jié)控制。隨著光伏發(fā)電等分布式發(fā)電應用的普及和微電網(wǎng)技術的發(fā)展，超級電容器儲能必將具有良好的發(fā)展前景。
　　由于單體超級電容器端電壓較低，

2、必須將其串并聯(lián)為超級電容器組再經DC/DC變換器連接到逆變器;超級電容儲能功率密度大適合于功率型儲能，但不能同時滿足分布式發(fā)電系統(tǒng)對于能量和功率的需求，需要蓄電池儲能來彌補，所以需要解決超級電容器/蓄電池混合儲能技術的功率分配問題;當分布式發(fā)電系統(tǒng)因外界環(huán)境發(fā)生間歇性變化或大功率電力負荷的突然投切時，會造成系統(tǒng)內有功功率和無功功率的不平衡，引起微電網(wǎng)內的電壓、頻率波動，從而對整個微電網(wǎng)的穩(wěn)定運行造成一定影響，需要對其進行治理。本文以超級

3、電容器在分布式發(fā)電系統(tǒng)的應用為背景，提出了解決上述問題的關鍵技術。
　　1.對超級電容器模型和特性進行了研究，通過仿真和實驗對比，驗證了改進的RC超級電容器組模型滿足分布式發(fā)電儲能系統(tǒng)建模精度的要求?；诖四Ｐ蛯汶妷?、恒電流、恒功率充電方式下超級電容器充電效率進行了研究，為儲能裝置的設計提供了理論支持。
　　2.對雙向Buck/Boost變換器進行了分析研究，基于狀態(tài)平均法和小信號法建立了雙向Buck/Boost變換器的數(shù)

4、學模型，根據(jù)變換器數(shù)學模型設計了一種PID控制器，并對其控制性能進行了仿真與分析。
　　3.對超級電容器/蓄電池混合儲能系統(tǒng)在分布式發(fā)電系統(tǒng)輸出功率平抑中的功率分配問題進行了研究，提出了使用變時間常數(shù)低通濾波法計算HESS輸出功率的方法。采用多目標優(yōu)化法對儲能系統(tǒng)能量損耗以及超級電容器的SOC進行優(yōu)化，推導出適合超級電容器/蓄電池混合儲能系統(tǒng)功率優(yōu)化目標以及輸出電流參考值，利用設計變權系數(shù)線形加權求和法對MOP問題進行了探討，并通