微網(wǎng)中分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)均衡控制策略研究.pdf

1、由于光伏和風(fēng)電等分布式電源（Distributed Generation, DG）的出力間歇性及負(fù)載切換的隨機(jī)波動(dòng)性會(huì)對(duì)網(wǎng)內(nèi)電壓、頻率、供電可靠性等產(chǎn)生影響，這是目前亟需解決的技術(shù)難題。分布式儲(chǔ)能（Distributed Energy Storage System，DESS）因其控制簡(jiǎn)單、傳輸損耗小、地理分布廣和靈活方便的特點(diǎn)，能有效減弱風(fēng)、光等間歇性能源的出力波動(dòng)性對(duì)系統(tǒng)的不利影響，提高清潔能源的滲透率，同時(shí)能滿足用戶在需求側(cè)的各種要

2、求。合理而有效的儲(chǔ)能控制策略不僅能提高電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，還能提高儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行效率和延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)使用壽命。因此，研究分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行控制方法對(duì)可再生能源的大規(guī)模利用而言具有重大意義。
　　由于在含分布式儲(chǔ)能的微網(wǎng)(Microgrid, MG)系統(tǒng)中，各分布式儲(chǔ)能單元在電池特性、硬件參數(shù)配置、初始運(yùn)行狀態(tài)等存在差異，在充放電過程中，其剩余容量、充放電效率以及成本函數(shù)等自身特性方面也不一致，從而降低整個(gè)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配

3、精度、增加系統(tǒng)有功損失以及縮短儲(chǔ)能單元的有效使用壽命。因此，圍繞這一問題，本文采用分布式控制方式，構(gòu)建了含間歇性分布式電源和分布式儲(chǔ)能的微網(wǎng)控制框架結(jié)構(gòu)，分別基于各分布式儲(chǔ)能單元的自身特性對(duì)網(wǎng)內(nèi)各單元設(shè)計(jì)了相應(yīng)的優(yōu)化控制策略。本文的主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?。?）介紹了儲(chǔ)能裝置應(yīng)用于微網(wǎng)不同場(chǎng)景下的作用，比較分析了儲(chǔ)能裝置接入微網(wǎng)兩種不同方式的優(yōu)缺點(diǎn)，并選取分布式接入方式作為本文的研究切入點(diǎn)；建立了蓄電池儲(chǔ)能的電路等效模型，分析設(shè)計(jì)

4、了蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)雙向DC/DC變換器的充放電控制方式；在此基礎(chǔ)上，搭建了含分布式蓄電池儲(chǔ)能單元(Distributed Battery Energy Storage Unit, DBESU)的微電網(wǎng)系統(tǒng)控制框架結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了基于分布式控制方式和分層控制理論的微網(wǎng)控制策略。
　?。?）針對(duì)各分布式儲(chǔ)能單元自身特性和初始運(yùn)行狀態(tài)不一以及傳統(tǒng)下垂控制策略并未對(duì)基于儲(chǔ)能單元荷電狀態(tài)（State of Charge, SOC）的有功均分問題采

5、取措施，為了提高蓄電池組間的功率分配精度，有效均衡高SOC和低SOC狀態(tài)下儲(chǔ)能單元的利用率，本文提出了一種基于并聯(lián)DBESU間SOC和充放電效率的儲(chǔ)能均衡控制策略。該策略通過分布式控制方式，將各DBESU的SOC和充放電效率作為控制輸入量，實(shí)時(shí)調(diào)整其輸出功率，在滿足系統(tǒng)功率需求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)功率均分及并聯(lián)儲(chǔ)能單元間SOC和效率差異均衡。在此基礎(chǔ)上，基于各儲(chǔ)能單元SOC設(shè)計(jì)了均衡影響因子，采用兩段法優(yōu)化并聯(lián)儲(chǔ)能單元間SOC差值均衡效果。最后建

6、立了Matlab/Simulink仿真模型，分析了所提控制策略對(duì)并聯(lián)DBESU間SOC差異均衡的效果。
　?。?）基于前文實(shí)現(xiàn)多個(gè)DBESU間SOC運(yùn)行狀態(tài)一致的情況下，為了保證微網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、進(jìn)一步降低系統(tǒng)有功損失以及避免儲(chǔ)能單元在平抑分布式電源出力波動(dòng)情況下出現(xiàn)過充過放，提出了一種基于分布式儲(chǔ)能單元SOC和等微增率準(zhǔn)則的控制方法，通過等微增率準(zhǔn)則將系統(tǒng)有功損失目標(biāo)函數(shù)轉(zhuǎn)化并求解，然后將各分布式儲(chǔ)能單元SOC和微增率作為下垂控制