微電網(wǎng)混合儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置研究.pdf

1、可再生能源憑借其環(huán)境友好性和資源充沛性而備受矚目，微電網(wǎng)技術(shù)作為可再生能源利用的有效形式快速發(fā)展。但由于微電網(wǎng)中光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電具有隨機性和波動性，對負荷的供電可靠性和電網(wǎng)的電能質(zhì)量甚至穩(wěn)定性造成了不利影響。儲能系統(tǒng)能夠為微電網(wǎng)運行過程中提供必要的能量緩沖，可以很大程度上解決或改善微電網(wǎng)運行時的諸多問題。然而儲能裝置的價格昂貴，如何合理選取儲能的額定功率和容量是保障微電網(wǎng)經(jīng)濟穩(wěn)定運行的重要前提。
　　本文重點研究了不同場景下儲能

2、系統(tǒng)的優(yōu)化配置方法。
　　首先，研究了發(fā)電充裕條件下獨立型微電網(wǎng)儲能容量的確定方法和影響因素，提出了在滿足供電可靠性前提下棄置部分過剩能量的容量確定新方法，避免了儲能容量在運行過程中逐漸增加。分析了微電網(wǎng)發(fā)電充裕度及可再生能源混合比例對儲能配置的影響，結(jié)果表明合理選取光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電的混合比例能夠有效減小儲能容量，此外，提高微電網(wǎng)的發(fā)電充裕度能夠大幅降低微電網(wǎng)對儲能的需求，同時影響著光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的最優(yōu)配置比例。
　　

3、然后，從兩個角度研究了并網(wǎng)運行微電網(wǎng)中儲能容量配置方法。一方面，儲能系統(tǒng)用于平滑可再生能源輸出功率波動場景下，利用離散傅里葉變換和逆變換對可再生能源的出力進行濾波，高頻部分由儲能系統(tǒng)吸收消納，低頻部分即為微電網(wǎng)的平滑輸出功率?？紤]儲能系統(tǒng)的充放電效率和荷電狀態(tài)的限制，確定能夠滿足連續(xù)循環(huán)運行的儲能系統(tǒng)的功率與容量，并分析了平滑時間尺度和功率波動限值對儲能容量的影響。該方法幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)任意時間段內(nèi)平滑后的功率波動不超過給定的限值，具有較強

4、的適用性。另一方面，儲能系統(tǒng)與可再生能源發(fā)電系統(tǒng)配合實現(xiàn)計劃發(fā)電場景下，利用儲能系統(tǒng)補償可再生能源發(fā)電預(yù)測誤差。分析了可再生能源發(fā)電預(yù)測誤差的概率分布特性，運用區(qū)間估計的方法獲得儲能系統(tǒng)的功率與容量。比較了微電網(wǎng)儲能配置方案對儲能容量的影響，結(jié)果表明集中配置能夠充分利用各個儲能裝置的可用容量，減小微電網(wǎng)儲能系統(tǒng)的容量，從這一角度而言集中配置優(yōu)于分散配置。
　　最后，分析比較了以超級電容為代表的功率型儲能裝置和以鋰電池為代表的能量型

5、儲能裝置在平滑可再生能源功率波動方面的特性，仿真結(jié)果表明功率型儲能裝置適合平滑短時大幅功率波動，能量型儲能裝置適合平滑長時小幅功率波動。考慮到單一的功率型和能量型儲能裝置的局限性，將兩者有機結(jié)合組成混合儲能系統(tǒng)以整合各自的優(yōu)勢。提出了基于模糊控制理論的功率優(yōu)化分配方法，并以混合儲能系統(tǒng)的總成本最低為目標，兼顧了各儲能介質(zhì)的充放電功率約束和荷電狀態(tài)約束以及平滑功率波動的柔性約束，運用遺傳算法求解混合儲能系統(tǒng)的最優(yōu)配置。研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)放寬對平