用于光伏微電網(wǎng)的蓄電池和超級電容混合儲能系統(tǒng)研究.pdf

1、微電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展對改善能源危機具有重要的作用和意義，儲能系統(tǒng)作為微電網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，對電力調(diào)峰、改善電能質(zhì)量、提高微電網(wǎng)運行穩(wěn)定性作用重大。為了滿足微電網(wǎng)穩(wěn)定性和高效性的要求，本文主要對用于光伏微電網(wǎng)的由蓄電池和超級電容組成的混合儲能系統(tǒng)做了一些研究。
　　首先分析了蓄電池和超級電容的數(shù)學模型及充放電特性，討論了兩種儲能元件三種并聯(lián)方式的優(yōu)缺點，最后確定了本文應用至光伏微電網(wǎng)中的蓄電池和超級電容混合儲能系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)。
　

2、　其次，根據(jù)構(gòu)建的混合儲能系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)，重點分析了用于蓄電池和超級電容的雙向DC/DC變換器的工作原理。蓄電池因不需頻繁切換充放電工作狀態(tài)工作于獨立PWM模式，而超級電容因雙向狀態(tài)切換頻繁工作于互補PWM模式。使用狀態(tài)空間平均法推導了兩個雙向DC/DC變換器在不同工作模式下的小信號模型;對混合儲能單元中重要參數(shù)進行了設(shè)計。
　　然后，針對蓄電池和超級電容器不同充放電方式分別設(shè)計了其充放電控制器。蓄電池采用充電控制器和放電控制器分開

3、設(shè)計的方法實現(xiàn)了恒流-恒壓充電、變功率放電，超級電容則采用一個控制器實現(xiàn)了變功率充放電。利用Matlab/Simulink搭建仿真模型，完成蓄電池和超級電容充放電仿真，驗證了所設(shè)計的充放電控制器具有良好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能。
　　最后，將混合儲能系統(tǒng)應用至光伏微電網(wǎng)中，結(jié)合儲能元件的雙閉環(huán)控制，同時利用電流分頻控制間接實現(xiàn)功率分頻，并考慮儲能元件荷電狀態(tài)(SOC)對系統(tǒng)的影響，提出了一種綜合儲能元件SOC和分頻控制的能量管理控制策略。