含储能装置的直流微电网控制系统研究
储能系统在智能微电网中的研究
专版研究园地储能系统在智能微电网中的研究0 引言储能技术是指将电能通过某种装置转换成其他便于存储的能量并高效存储起来,在需要时将所存储能量方便地转换成所需能量的一种技术。
目前,各种储能技术在电力系统削峰填谷、频率和电压稳定控制、电能质量调节、可再生能源灵活接入、负荷调平、紧急事故备用和提供系统的备用容量等方面得到广泛研究和应用。
1 储能系统在微电网中的作用储能系统是智能微电网的重要组成部分,是保证可再生能源平稳接入的关键环节。
万山海岛新能源微电网示范项目拟采用多种新型储能电池和常规电池相结合的技术方案,实现微电网中重要负荷备用、存储盈余可再生能源出力和保证电能质量,大大提高了系统的可靠性和运行经济性,起到了很好的技术示范作用。
(1)在风机、光伏大发电或海岛负荷较小时储存可再生能源盈余电量,提高风机、光伏的利用率;在风机、光伏低功率运行时,释放储存电能,降低柴油发电机发电成本。
(2)由于可再生能源具有间歇性和波动性,而且孤立微电网惯性很小或甚至无惯性,配备储能装置平衡可再生能源的间歇性和负荷的波动性,以维持大幅度频率/功率波动后系统的频率稳定。
2 储能系统选型通过从技术特性、经济指标和技术成熟度三方面对机械储能、电化学储能和电磁储能进行综合分析,选用铅炭电池+功率转换系统(PCS)的储能系统。
铅炭电池保持了铅酸电池和超级电容器的特点,具有性能稳定、成本低、寿命长(2000 次)、能量密度较高(60-90Wh/kg)、高功率、快速充电等优点。
3 储能系统组成依据目前建设的某一个微电网项目进行分析(见表1)。
3.1 A岛1台500kW功率转换系统(PCS)+3组并联2000Ah(三组蓄电池组总储存电量3600kWh)铅炭电池。
3.2 B岛4台并联500kW功率转换系统(PCS)+4组独立2000Ah(每组蓄电池组储存电量1200kWh)铅炭电池。
4 运行模式4.1 A岛由于A岛的平均负荷均超过500kW且储能系统只有1台500kW功率转换系统(PCS),储能系统运行于辅助电源PQ模式(PQ模式即为运行于PQ节点,电源输出频率和电压不可调,有功和无功可调)。
风光储能在微电网中的控制策略
风光储能在微电网中的控制策略发布时间:2023-02-21T09:11:48.975Z 来源:《科技新时代》2022年10月19期作者:余剑[导读] 储能装置在维持微电网稳定运行、提高电能质量以及调频调峰等方面发挥着巨大的作用。
微电网既可以与大电网实现并网运行,还能在检测大电网故障期间,断开与大电网连接,然后切换至独立运行模式。
余剑国网湖北省电力有限公司咸宁市供电公司湖北咸宁 437000摘要:储能装置在维持微电网稳定运行、提高电能质量以及调频调峰等方面发挥着巨大的作用。
微电网既可以与大电网实现并网运行,还能在检测大电网故障期间,断开与大电网连接,然后切换至独立运行模式。
微电网中,用到的分布式电源可作为再生能源,因其具备较强环保性,所以可促进能源循环利用。
关键词:风光储能;微电网;控制策略引言人类依靠能源而生存,国家依靠能源而强大。
随着社会发展与经济的快速增长,能源需求变得越来越紧迫,而这种趋势在未来还在持续增长。
传统的诸如煤炭、石油、天然气等化石能源随着人类的大量消耗正在逐渐枯竭,而且这些化石燃料的燃烧带来的环境污染、气候变暖、生态恶化等问题对人类的生存造成了威胁。
另一方面,与此相对的风能、太阳能、水能、生物质能、海洋能等可再生能源,由于资富、清洁无污染,满足了人们日益增长的能源消费需求和建设环境友好型国家的迫切需要。
所以对可再生能源的大力利用与开发己经成为我国的一项重要发展战略。
1微电网运行方式微电网具备离网运行与并网运行特点,离网转并网、并网转离网等两种暂态运行方式。
微电网要在两种常态下稳定运行。
2风光储能在微电网中的控制策略2.1主从控制并离切换微电网应用主从控制策略在离网与并网模式中切换,为了确保系统稳定运行,主电源可以在PQ与V/f控制键顺利切换,便于实现微电网并、离网模式无缝衔接。
以控制器状态跟随微电网平滑切换控制法,但与此同时,还应切换控制器参数。
文章当中对微电网运行模式切换动态规律进行研究,然后优化切换控制器,便于减少切换中的暂态振荡。
交直流微电网理论中储能装置解决病态潮流问题的研究
【 关键词 】交直流微 电; 储能装置
3 微 电 网直流 潮 流中 储 能原 件的 设计
互相矛盾的一 个问题 。 电池 的种类 有: 燃 料 电池 、 蓄电池 、 普通 电容 器和 超级 电容 器。 微 直流微 电网由于有存储 设备, 可以储存 功率。 若 其中一个微 电源故 电网直 流潮 流 中储 能 原件可 以选 择 : 蓄 电池 、 普 通电容 器和 超级 电容 障时若 直流电路只牵涉功率大 小问题 , 不会对电网造成太 大的影 响。 器。
双 馈风机 也只承 担电网能够承受 的无功。 P W M整 流器可以调 节功率 因 离子虽然 没有记忆性, 但活化分子也会随 着使用的次数 而不断的减 少 数, 因此用在风 力发 电机 的逆变调节 中有特殊 的优势。 但蓄 电池 有 比超级 电容 器不 具有 的优 点 , 超级 电容器的 电荷 完全
辩 撞专 论
交直流微 电网理论中储能装置解决病态潮流问题的研究
张宇 李勇泉 陈慧婷。 1 . 3 . 河南省众 慧电力工程咨询有限责任公司 河南郑州 4 5 0 0 0 0 2 . 河南工业大学土木建筑学院
【 摘 要】分布式电源是风 能太 阳能一类的清洁能源, 但是介入大电网
技 术上 比较 困难 , 电网发生事故时必须退 出运行。 微 电网由分布式能源组
河南郑州
4 5 0 0 0 0
微 电网的分布 式 电源一 般接 到馈 线上 , 每 一条馈 线是 一根单 相 电 路, 所 以微 电网电源逆变器和微 电网整流器是都是 单相 。
成,又能在电网发生事故时孤 网运行。 但是 由于分布式电源受外界影响比较 在微 电网微 电网逆变器中三极管Vl 、 V 2 不是 同时导通 , V 3 、 V 4 也不 大, 所 以导致 微 电网 电压 不 稳 定 , 加 入直 流 潮流 对 增 加微 电网的 稳 定性 有 是 同时导通 。 电压 波形 为正 时 , V1 保持导 通 , V况跟V1 ;  ̄ H 关, V1 导通时 , 电压波 形为正 , V 2 导 通时 , 电压波形 为负。
储能设备在微电网中的应用(毕业设计论文)
本科生毕业设计说明书(毕业论文)题目:储能设备在微电网中的应用储能设备在微电网中的应用摘要现今,各种储能设备能够在技术性能上满足诸多应用需求,其在微电网中的应用已变得极为重要。
本设计主要对各种储能设备的性能,储能设备应用于微电网的方法,储能设备在微电网中所起的作用与功能进行了研究。
首先,本文简单阐述了微电网的原理和结构,总结了微电网运行中对各部分组成的技术要求和其控制方法,主要介绍了储能技术的应用原理以及其在微电网中应用的重要意义。
然后,对各种储能设备的基本结构、一般原理进行了介绍,描述了各种储能系统的特性,对各种储能设备的在各种环境中应用的优势和局限性进行了分析比较。
其次,分析了储能系统的共同点,建立了储能系统的一般数学模型,研究了其作为微电源和储能设备如何在微电网中应用,设计了相应的控制系统,论述了储能系统如何进行容量的选择。
再其次,对超导磁储能设备在微电网中的应用进行了仿真分析,建立了微网中超导磁储能设备的模型及控制系统,对超导磁储能设备改善负荷端电压这个重要应用进行了仿真分析,得出了超导磁储能设备可以很好地在微网中发挥作用的结论。
最后,设计总结了本次研究的结果,得出了储能设备在微电网的应用中能起到重要作用的结论。
关键词:微电网;储能技术;飞轮储能;铅蓄电池;SMESEnergy Storage Devices in the Application of the MicrogridAbstractNowadays, various energy storage devices are able to meet various application requirements on the technical performance, their applications in the microgrid has become extremely important. This design is mainly study the performance of the kinds of energy storage equipment, the way of storage equipment applied in micro grid, the role and function of energy storage equipment in micro grid.First of all, this article simply expounds the principle and structure of the micro grid, summarizes the micro grid in the operation of the technical requirements of the various parts and its control method, It mainly introduces the application of energy storage technology principle and the significance of its application in the micro grid.Then, for a variety of basic structure, general principle of energy storage devices are introduced, describing the characteristics of the various energy storage systems, for a variety of energy storage device of the advantages and limitations of application in various environments is analyzed and compared.Secondly, analyzed the energy storage systems have in common and to establish the mathematical model of the studied it as a micro power and energy storage equipment how to application in the micro grid, the corresponding control system were designed, the capacity of energy storage system is expounded in the paper how to choice.Third, the application of superconducting magnetic energy storage equipment in micro grid has carried on the simulation analysis, established the Chinese super micro network model of the magnetic energy storage device and control system, the superconducting magnetic energy storage equipment to improve the load voltage of the important application on the simulation analysis, obtained the superconducting magnetic energy storage device may well play a role in micro.The last, the design summarize the results of this study, Come to the conclusion that the energy storage device is obtained in application of micro grid can play an important role.Key words: microgrid; energy storage technology; flywheel energy storage; lead-acid battery; SMES目录摘要 (I)Abstract (III)目录 (IV)第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 微电网技术概述 (1)1.2.1 微电网的概念 (1)1.2.2 微网的基本结构 (1)1.2.3 微网的运行与控制 (3)1.3 储能设备在微网中的重要作用 (4)1.3.1 储能技术的一般原理 (4)1.3.2 分布式储能的优点 (4)1.3.3 储能设备在微网中的重要作用 (4)第二章微电网中各种储能设备的特性 (7)2.1 储能设备的分类 (7)2.2 飞轮储能 (8)2.2.1 飞轮储能设备的结构 (8)2.2.2 飞轮储能的原理 (9)2.2.3 飞轮储能的特性 (10)2.3 铅酸电池储能 (12)2.3.1 铅酸蓄电池的结构 (12)2.3.2 铅酸蓄电池的原理 (13)2.3.3 铅酸蓄电池的三阶动态电气模型 (14)2.3.4 铅酸蓄电池的三阶动态数学模型 (14)2.4 超导磁储能 (18)2.4.1 超导磁储能设备的结构 (18)2.4.2 超导磁储能设备的原理 (19)2.4.3 超导磁储能的响应速度 (20)2.4.4 超导磁储能的容量 (20)2.4.5 超导磁储能的选择 (20)2.5 其它储能技术 (21)2.5.1 其它机械储能方式 (21)2.5.2 其它化学储能方式 (21)2.5.3 其它电磁储能方式 (21)第三章储能技术在微网中的应用原理 (23)3.1 储能系统的模型建立 (23)3.1.1 储能系统的共同点 (23)3.1.2 储能系统的简化模型 (24)3.2 储能系统在微电网中的应用途径与可行性研究 (25)3.2.1 储能系统应用于微电源 (25)3.2.2 储能系统应用于储能设备 (25)3.3 储能系统的控制方法 (26)3.3.1 储能系统的工作模式 (26)3.3.2 储能系统的控制策略 (27)3.4 微网中储能设备容量的选择 (29)3.4.1 选择储能容量时的要求 (29)3.4.2 储能设备容量的选择方法 (30)3.4.3 微网中储能设备容量选择方法 (30)3.5 储能设备间的配合 (31)第四章储能设备在微电网中应用的仿真分析 (32)4.1 微网中SMES 模型的建立 (32)4.1.1 SMES 类型的选择 (32)4.1.2 SMES 模型的建立 (32)4.1.3 SMES 改善负荷端电压的控制系统 (32)4.2 仿真系统的建立 (33)4.2.1 仿真系统结构示意图 (33)4.2.2 仿真系统模型的建立 (34)4.2.3 仿真参数的选择 (35)4.3 仿真结果与分析 (36)全文总结 (41)参考文献 (42)致谢 (44)第一章绪论1.1 研究背景人类社会进入21世纪,由于有限的化石能源的逐步消耗殆尽和环境污染的日益严重,人们呼吁建立可再生的清洁能源来取代现有的能源结构,于是以太阳能光伏发电技术和风力发电技术为主的新能源技术被建立起来并且迅猛发展。
直流微电网的设计与运行优化
直流微电网的设计与运行优化引言随着能源需求的不断增加和环境问题的日益突出,可再生能源越来越受到关注。
直流微电网作为能源转型的一种重要形式,在能源供应和利用方面具有很大的潜力。
本文将探讨直流微电网的设计和运行优化相关问题。
一、直流微电网的概念和特点直流微电网是一种以直流为主要电力传输方式的小型电力系统,通常由可再生能源发电装置、能量存储设备和电力负载组成。
与传统交流电力系统相比,直流微电网具有以下几个特点:1. 高效性:直流微电网采用直流输电,减少了电能的传输损失,能够提高电力系统的能源利用效率。
2. 稳定性:直流微电网具备分布式电源和能量存储设备,能够在电网中实现能量的灵活调度和平衡,提高电网的稳定性。
3. 可靠性:直流微电网采用分布式电源系统,能够实现小范围的自主供电,避免了故障对全局电网的影响。
二、直流微电网的设计原则直流微电网设计的目标是实现能源的高效利用和电网的可靠运行。
以下是设计直流微电网时需要考虑的几个原则:1. 适当规模:根据实际需求确定直流微电网的规模,需要综合考虑发电容量、储能容量和负载需求等因素。
2. 优化布局:合理选择直流微电网中的发电装置和储能设备的布局,以最大程度地减少输电损耗,并提高供电可靠性。
3. 多源供能:利用可再生能源和传统能源结合的方式,多样化直流微电网的能源供应,以保证能源供给的可靠性和稳定性。
4. 智能调度:利用智能电网控制技术,实现对直流微电网的能源调度和优化控制,以最大化能源利用效率和供电可靠性。
三、直流微电网的运行优化直流微电网的运行优化主要包括以下几个方面的内容:1. 能源管理:通过智能电网技术,实现对各种能源的管理和控制,以实现能源的高效利用和供电的可靠性。
2. 负荷调度:根据负载需求和能源供应情况,合理安排负荷的使用时段和负荷的优化调度,以减少对传统电力系统的依赖。
3. 储能设备优化:对于能量存储设备,通过合理的充放电策略进行优化控制,使其在供电过程中发挥最大的作用。
光伏发电直流电网系统在微电网中的应用与研究进展
光伏发电直流电网系统在微电网中的应用与研究进展随着可再生能源成为全球能源发展的重点,光伏发电作为一种重要的可再生能源技术,吸引了广泛的关注。
在微电网领域,光伏发电直流电网系统的应用受到越来越多的重视。
光伏发电直流电网系统具有高效、可靠、可持续等优点,在微电网中发挥着重要的作用。
本文将介绍光伏发电直流电网系统在微电网中的应用和研究进展。
首先,光伏发电直流电网系统在微电网中的应用主要包括光伏发电系统、储能系统和直流配电系统三个部分。
光伏发电系统通过太阳能电池板将太阳能转化为直流电能,然后通过逆变器将直流电能转化为交流电能。
同时,储能系统主要用来存储过剩的光伏发电能量,以实现能量的平衡和供电的稳定性。
最后,直流配电系统用于将发电系统和储能系统提供的直流电能分配给微电网内的各个负载。
其次,研究表明,光伏发电直流电网系统在微电网中的应用具有以下几个优势。
首先,光伏发电直流电网系统可以提高微电网的自给自足能力,降低对传统电网的依赖。
由于光伏发电直流电网系统直接将太阳能转换为直流电能,避免了传统交流电能转换的能量损耗,提高了能源利用效率。
其次,光伏发电直流电网系统可以提高微电网的稳定性和可靠性。
由于直流电网系统可以更好地控制电压和频率,减少电能的传输损耗,降低了微电网的故障率。
第三,光伏发电直流电网系统具有灵活性,并且可以更好地适应微电网的多样化需求。
通过适当调节光伏发电系统和储能系统的运行策略,可以根据微电网内的负载变化来灵活控制发电和储能设备的运行,以实现能量的优化利用。
然而,光伏发电直流电网系统在微电网中的应用也面临一些问题和挑战。
首先,光伏发电直流电网系统的建设和运行成本相对较高,需要投入大量的资金和技术支持。
其次,由于微电网的规模相对较小,光伏发电直流电网系统的运行管理和维护要求更高,需要专业人员进行监控和调度。
此外,与传统交流电网相比,光伏发电直流电网系统在技术标准和政策支持方面还存在一定的不足。
微电网系统的储能双向变流器控制技术研究
微电网系统的储能双向变流器控制技术研究摘要:本文从储能双向变流器在微电网中的实际应用出发,详细介绍了储能双向变流器的工作原理、控制方案等内容,并提出了一种新型的拓扑系统结构,分别针对并网运行控制、离网运行控制,以及并离网切换等过程的控制方法和流程进行了详细解析。
在此基础上,通过100kW储能双向变流器的运行试验,验证了变流器同期并网、主动离网、被动离网三个过程的运行性能。
试验结构表面,采用了控制方法及控制策略的储能双向变流器能量双向流动,又满足储能系统与电网之间动态匹配以及功率调节和状态切换,各方面性能优异,在实际应用上具有理论指导意义和推广价值。
关键词:储能双向变流器、清洁能源、微电网、分布式发电1、引言本文阐述了储能双向变流器是应用在储能环节,是风光储分布式发电微电网系统的核心关键设备。
储能双向变流器以双向逆变为基本特点,具有削峰填谷、应急电源、无功补偿、电能质量控制等功能且适合智能电网建设的并网变流器。
该设备能有效调控智能电网中的电力资源,很好地平衡昼夜及不同季节的用电差异,保障电网安全;能够在并网系统、孤岛系统和混合系统等不同的场合下应用,适用于各种需要动态储能的应用场合,电能富余时将电能存储,电能不足时将存储的电能逆变后向电网输出,同时在微网中起到主电源作用,稳定微电网中的电压和频率。
双向储能变流器是储能技术运用的主要前提和实现电网互动化管理的有效手段。
2、工作原理储能双向变流器主要由控制单元、直流单元、双向变流单元、连接电抗器和变压器等组成。
控制单元根据能量管理系统控制指令,通过DSP产生一系列空间矢量脉冲调制信号(SVPWM),驱动双向变流单元工作,使储能系统并网时具有较高动-稳态充放电控制性能;作为微网主电源运行时,提供稳定的电压和频率;采用功率环、电压环和电流环的三环控制策略,保证P-Q控制和V-F控制两种控制方式之间的快速平滑切换。
储能变流器既满足能量双向流动,又满足储能系统与电网之间动态匹配以及功率调节和能量转换。
微电网系统的设计与运行控制策略研究
微电网系统的设计与运行控制策略研究第一章引言微电网是指由可再生能源发电系统、储能系统和配电系统以及相应的控制系统组成的一种小型独立电网系统。
随着可再生能源的快速发展和能源需求的增长,微电网系统越来越受到关注。
本文将重点研究微电网系统的设计和运行控制策略,以提高其可靠性和经济性。
第二章微电网系统的设计2.1 可再生能源发电系统的选择2.1.1 太阳能发电系统2.1.2 风能发电系统2.1.3 生物质发电系统2.2 储能系统的选择2.2.1 锂离子电池储能系统2.2.2 超级电容储能系统2.3 微电网的配电系统布局设计2.3.1 低压直流配电系统2.3.2 低压交流配电系统2.3.3 高压直流配电系统2.3.4 高压交流配电系统第三章微电网系统的运行控制策略3.1 微电网系统的运行模式3.1.1 独立运行模式3.1.2 并网运行模式3.2 微电网系统的能量管理策略3.2.1 预测和规划能量需求3.2.2 能量优化分配3.3 微电网系统的频率和电压控制策略3.3.1 频率控制策略3.3.2 电压控制策略3.4 微电网系统的故障检测和故障恢复策略 3.4.1 故障检测策略3.4.2 故障恢复策略第四章实例分析与案例研究4.1 实例分析:某地区微电网系统设计与运行控制策略4.1.1 系统设计概述4.1.2 运行控制策略执行情况4.2 案例研究:微电网系统的性能和经济评估4.2.1 系统性能评估指标4.2.2 经济评估模型第五章结论与展望5.1 结论5.2 展望通过对微电网系统的设计与运行控制策略的研究,本文总结了不同可再生能源发电系统和储能系统的选择方法,并探讨了不同配电系统布局的优缺点。
同时,本文还研究了微电网系统的不同运行模式以及能量管理、频率和电压控制、故障检测和故障恢复等方面的控制策略。
最后,通过实例分析和案例研究,评估了微电网系统的性能和经济性。
在未来的研究中,可以进一步深入研究微电网系统的智能化控制策略,以提高系统的自适应能力和响应速度。
低压直流微电网运行控制与优化配置研究共3篇
低压直流微电网运行控制与优化配置研究共3篇低压直流微电网运行控制与优化配置研究1低压直流微电网运行控制与优化配置研究近年来,随着能源危机和气候变化的日益加剧,人们对能源领域的研究和开发也越来越关注和重视。
以低压直流微电网为代表的分布式电源系统因其安全、稳定、环保等优势而得到了广泛关注和研究。
低压直流微电网作为一种新的能源供应模式,在城市社区、农村乡镇等设施中得到了广泛应用。
其运行控制及优化配置成为了研究热点。
低压直流微电网的组成主要包括分布式电源、能量存储、负载、转换设备等,同时需要一套完善的控制及优化策略才能够实现高效、安全、稳定的运行。
在运行控制方面,主要包括负荷匹配、能量管理、电池管理等方面。
而在优化配置方面,则包括电源选择和容量配置、能量储备和储存方式选择等方面。
对于低压直流微电网的运行控制方面,负载匹配是一个重要环节,它直接关系到电网的供需负荷平衡和能量利用效率。
因此,在负载匹配方面,需要根据实际场景,将各个负载按照功率需求进行分类,然后通过合理的电器选型及连接方式来实现负载的匹配。
此外,低压直流微电网中如何合理分配能量、实现能量管理也是研究的重点。
具体来说,通过建立电能的传递模型来分配电能;在电池管理方面,通过实时采集电池的状态参数,以及预测负载的能量需求,采取合理的充电和放电措施,避免电池的过充和过放。
对于优化配置方面,电源选择和容量配置是主要的问题。
对于能源供应的选择,应根据实际场景中的能源情况进行匹配,如太阳能、风能、水能等。
同时,需要按照负载需求、地理位置等选择合适的容量,并结合合理的存储方式,如电池、超级电容等,确保电能的足够储备。
此外,在整个系统的运行过程中,需要进行监测和调控,建立一套完善的监测系统,实现系统生命周期管理。
为了更好地实现低压直流微电网的运行控制与优化配置,需要基于科学研究和实际应用,不断加强探索和创新。
通过构建低压直流微电网的仿真平台,进行系统性能分析、效益评估和优化设计,加强对其运行特性进行研究和掌握,实现其高效、安全、稳定的运行。
直流微电网并网控制技术研究
环球市场电力工程/-127-直流微电网并网控制技术研究葛浩天山东理工大学摘要:目前,世界各国对于交流微电网的研究比较广泛,并建立了不同的微电网示范工程。
相对于交流微电网,直流微电网结构简单、转换环节少、能源利用效率高,随着直流发电、用电设备的日益增多而受到关注。
直流微电网运行过程中不存在交流微电网中频率、相位同步问题,控制相对容易;没有无功功率流动,电能质量好;电力电子变换设备少,系统可靠性高。
本文先展开了对直流微电网的研究并提出一种直流微电网结构与控制方法。
对直流微电网的组网方式、控制与保护技术、通信技术和电力电子接口电路等关键技术进行了综述。
关键词:直流微电网;并网;技术目前,光伏发电、风力发电、生物质发电等分布式发电技术快速发展,分布式发电并网要求势在必行。
微电网主要是由分布式发电、储能、负荷以及控制装置所组成的独立发电系统,属于分布式能源有效组织方式。
其不仅能有效地实现自我控制、自我管理以及自我保护,还具备较为完整的输电、发电、配电等功能,除此之外,还可以依靠本身的功能实现功率平衡控制、故障检测、系统运行优化等内容。
1 低压直流微电网组成与体系结构图 1 为本文所采用的低压直流微电网体系结构。
图1 低压直流微电网体系结构从图1 可以看出,微电网在运行过程中,主要有两种运行方式,分别是并网运行、离网运行。
其中并网运行主要指的是微电网和公用大电网进行相连,与主网配电网系统进行电能交换;而离网运行主要指的是电话计划或者是故障需要时候,和主网配电网系统断开,然后再由DG、储能装置和负荷共同构成运行,这种运行方式也可以将其称之为孤岛运行。
两相对比,并网运行方式在控制过程中较为简单,离网运行控制较为复杂。
系统包含直流400V、直流48V 和交流220V3 种不同电压等级负载,并将负载分为重要负载和非重要负载两类。
非重要负载主要包括加热、照明等非关键用电设备,这些非重要负载在系统电能充足时正常运行,在系统能量不足时可通过非重要负载变换器(non-critical loads’ converter,NLC)调节进行降功率运行。
集成光伏与储能系统的智能微电网设计与优化
集成光伏与储能系统的智能微电网设计与优化随着能源需求的增长和可再生能源技术的发展,智能微电网成为了解决现代能源系统中的挑战的一种重要解决方案。
在智能微电网中,集成光伏与储能系统是一种有效的方式,可以提供可持续和高效的电能供应。
本文将探讨集成光伏与储能系统的智能微电网设计与优化的关键要素和方法。
一、智能微电网的概念与特点智能微电网是由电源、负荷、储能和智能能源管理系统组成的小规模电网系统。
它具有以下特点:1. 高度可靠性:智能微电网通过分布式能源资源的灵活运用和优化控制,能够在主电网失电时为负荷提供持续供电,提高了电力供应的可靠性。
2. 可持续发展:集成光伏与储能系统使得智能微电网能够更加依赖可再生能源,减少对传统能源的依赖,实现能源的可持续发展。
3. 自主运营:智能微电网具备自主平衡负荷需求和电力供应的能力,能够独立运行,不受主电网供电的限制。
二、集成光伏与储能系统的优点集成光伏与储能系统是智能微电网中重要的组成部分。
光伏系统能够将太阳能转化为电能,并以直流形式输出;储能系统则能够存储电能以在需要时供应给负荷。
集成光伏与储能系统具有以下优点:1. 节能减排:光伏系统利用太阳能发电,无需消耗化石燃料,减少了对传统能源的依赖,从而减少了温室气体的排放,具有环保节能的特点。
2. 储能平稳性:储能系统能够将多余的电能存储起来,当负荷需求大于太阳能发电时,可以释放储能以平衡供需差异。
3. 系统灵活性:集成光伏与储能系统的组合能够提供多种电力输出方式,可以根据实际需求进行调整,增加了系统的灵活性与可调节性。
三、智能微电网设计与优化的关键要素在设计和优化智能微电网时,需要考虑以下关键要素:1. 光伏和储能系统的容量设计:根据负荷需求和太阳能资源的可利用程度,合理确定光伏和储能系统的容量大小,以满足系统供电的需求。
2. 智能能源管理系统:智能能源管理系统是智能微电网的大脑,负责实时监测和控制能源的生产、储存和分配,以确保系统的稳定运行和最佳性能。
直流微电网中超级电容-蓄电池混合储能系统及其控制策略
2 混合储能系统控制策略
混合储能系统的控制框图如图 3 所示。蓄电 池与超级电容器以级联的方式构成,通过对两个
控制系统 1 全程控制 1 号 DC-DC 双向变换器 动作:采集超级电容器电压 Usc 的值,与 SC 的中 间电压 U*sc 进行比较,计算出偏差量的大小,并结 合蓄电池的平均荷电状态(SOCbat)共同计算得出 一个输出电流给定值 Ibat-ref,再与蓄电池实际放电 电流 Ibat 相比较,计算并调制相应的 PWM 脉冲信 号用以驱动 1 号 DC-DC 双向变换器运行,从而控 制蓄电池和超级电容器两者之间电能量的流向与 大小。
SOCboc
DC/DC1
DC/DC2
超级电容
U* dc
Uic
直 流 母 线
风力 发电
光伏 阵列
混合 储能
等效 负荷
图1 风-光-储微电网简单模型
PWM调制 PI 控制系统1
计算
IES_ref
U'sc
图 3 混合储能系统控制框图
其中,混合储能的内部采用如图 2 所示的电 路拓扑结构,主体是由蓄电池组、超级电容器组 以及两个双向 DC-DC 双向变换器构成。首先配置 一个 DC-DC 双向变换器(1 号),将蓄电池模块两 端与超级电容器模组(Super Capacitor,SC)的两端 连接,然后再配置另外一个 DC-DC 双向变换器(2 号),将超级电容器模组接入直流母线。
光储充一体化直流微电网能量协调控制研究
光储充一体化直流微电网能量协调控制研究光储充一体化直流微电网能量协调控制研究直流微电网是一种以直流形式构建的电力系统,它具有能源灵活性、高效率和可靠性等优势,被广泛应用于独立电网、军事基地和孤岛电力系统等领域。
然而,由于分布式能源的间断性和不确定性,直流微电网中的能量协调控制问题变得尤为重要。
光储充一体化是直流微电网中常用的能量组合方式,通过光伏发电和储能系统协调运行,实现了电能的高效利用和稳定供应。
本文将重点研究光储充一体化直流微电网中的能量协调控制。
首先,本文将介绍光储充一体化直流微电网的能量组合方式。
光伏发电系统通过太阳能电池板将太阳能转化为直流电能,而储能系统则可以将多余的能量存储起来,以备不时之需。
充电系统用于控制储能系统的充电过程,确保储能系统始终处于良好的工作状态。
通过合理配置这些能量组件,能够有效提高能量的利用效率和稳定性。
其次,本文将探讨光储充一体化直流微电网的能量协调控制策略。
能量协调控制策略是保证直流微电网持续运行的关键。
在光储充一体化直流微电网中,能量协调控制策略主要包括发电调度、储能容量管理和电能负荷预测等方面。
发电调度是根据当前能源供需关系,合理调度光伏发电系统的输出功率,以实现最佳发电效果。
储能容量管理则是根据当前供需情况,合理配置储能系统的充放电功率,以实现能量的最优调配。
电能负荷预测则是根据历史数据和实时数据,对未来一段时间内的负荷进行预测,从而为能量协调控制提供参考依据。
最后,本文将阐述光储充一体化直流微电网能量协调控制的实施过程。
实施光储充一体化直流微电网能量协调控制需要考虑到系统的可靠性、稳定性和可扩展性等因素。
在实际操作中,需要编写相应的算法和控制程序,以实现能量协调控制策略的自动化和精确化。
同时,还需要进行系统模拟和实验验证,以检验能量协调控制策略的有效性和可行性。
综上所述,“光储充一体化直流微电网能量协调控制研究”是一个具有重要意义和应用前景的课题。
基于直流微电网的蓄电池储能控制方法研究
基于直流微电网的蓄电池储能控制方法研究基于直流微电网的蓄电池储能控制方法研究随着电力系统的进一步发展,蓄电池储能技术在微电网中的应用越来越广泛。
蓄电池具有储存电能的能力,在电力系统中发挥着重要的作用。
基于直流微电网的蓄电池储能控制方法研究,旨在提高蓄电池储能的效率和可靠性,为微电网的稳定运行和高效能耗提供支持。
直流微电网是一种基于直流的小型独立电力系统,由多种能源组成,如太阳能和风能。
该系统具有能够联网并自主运行的特点,因此对于蓄电池储能的控制方法提出了新的要求和挑战。
首先,直流微电网需要根据实时的电量需求来控制蓄电池的充放电过程。
因此,一个有效的控制策略是将蓄电池充放电功率与负荷需求相匹配。
通过监测微电网中的负荷变化,可以实时调整蓄电池的充放电功率。
此外,在负荷需求较低的时候,还可以利用多余的电能进行蓄电池的充电,以提高蓄电池的能量存储效率。
其次,蓄电池的充放电过程需遵循一定的规则,以保证其安全性和寿命。
在充电过程中,应根据蓄电池的SOC(Stateof Charge,电池的充电状态)来控制充电功率。
当蓄电池的SOC接近满电时,应逐渐降低充电功率,以避免过充电和电池损坏。
在放电过程中,控制放电功率以避免蓄电池过放电并延长其使用寿命。
此外,蓄电池的充放电过程还应考虑与其他能源设备的协同工作。
例如,当蓄电池处于放电状态时,可以利用其他能源设备,如太阳能和风能发电机,来提供额外的电能,以满足负荷需求。
相反,当蓄电池处于充电状态时,可以将多余的能量输送到电网或其他负载中。
通过协同工作,可以实现能源的优化分配和最大化利用。
最后,蓄电池储能控制方法的研究还需要考虑到经济性和可行性。
蓄电池储能系统的成本较高,因此需要减少其在微电网中的使用成本,并实现其经济效益。
通过优化蓄电池的运行策略和充放电控制方法,如最大化储能量和延长电池寿命,可以降低系统的运行成本并提高其经济效益。
综上所述,基于直流微电网的蓄电池储能控制方法的研究是一个具有重要意义的课题。
微电网控制系统及储能产品应用
储能产品在微电网中的作用
01
02
03
04
平衡负载
通过储存和释放电能,储能产 品可以平衡微电网中的负载,
确保系统稳定运行。
优化能源利用
储能产品可以储存多余的电能 并在需要时释放,提高能源的
利用效率。
提高供电可靠性
在电力中断或故障时,储能产 品可以作为备用电源,保障重
要负载的连续供电。
工业园区
在工业园区中,微电网控制系统可以实现能源的优化配置 和有效管理,降低园区能源成本和提高供电可靠性。
城市商业区
在城市商业区中,微电网控制系统可以实现能源的高效管 理和调度,提高商业区的能源利用效率和供电可靠性。
PART 02
储能产品在微电网中的应 用
REPORTING
WENKU DESIGN
详细描述
根据微电网的运行状态和可再生能源的输出情况,制定合理 的充放电策略,包括优先满足重要负载、削峰填谷、需求响 应等策略,以实现储能产品的优化利用。
储能产品的经济性分析
总结词
经济性分析是评估储能产品在微电网 中应用价值的重要依据,需要考虑初 始投资、运营成本和收益等因素。
详细描述
通过对比不同储能产品的投资回报率、 全生命周期成本等指标,选择经济性 更优的储能产品,同时结合政策支持 和市场变化等因素,制定合理的投资 和运营策略。
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03
04
平衡负载
通过储存和释放电能,储能产 品可以平衡微电网中的负载,
确保系统稳定运行。
优化能源利用
储能产品可以储存多余的电能 并在需要时释放,提高能源的
利用效率。
提高供电可靠性
在电力中断或故障时,储能产 品可以作为备用电源,保障重
风光储直流微电网储能单元荷电状态均衡方法研究
风光储直流微电网储能单元荷电状态均衡方法研究风光储直流微电网储能单元荷电状态均衡方法研究摘要:随着可再生能源的迅速发展,风光储直流微电网成为了一种新型的供电方式。
然而,在风光储直流微电网中,储能单元的荷电状态均衡问题是一个关键的挑战。
本文旨在研究并提出一种有效的荷电状态均衡方法,以确保风光储直流微电网储能单元的长寿命和高效率运行。
1. 引言风光储直流微电网是将风能和太阳能转换为直流电能,并通过储能单元进行储存和供应的一种电能系统。
在该系统中,储能单元的荷电状态均衡对于确保系统的稳定运行和可靠供电至关重要。
然而,由于可再生能源的波动性和负载变化等因素的影响,储能单元之间存在荷电状态不均衡的问题,严重影响了系统的长寿命和高效率运行。
因此,研究储能单元荷电状态均衡方法具有重要的理论和实际意义。
2. 荷电状态均衡问题分析储能单元的荷电状态不均衡主要由以下几个方面的因素造成:首先,可再生能源的波动性导致充电和放电的不平衡,使得储能单元的荷电状态无法得到有效平衡。
其次,负载的变化对储能单元的荷电状态产生影响,负载过大时储能单元放电快速,导致荷电状态不均衡。
最后,储能单元自身的参数差异和老化程度不同,也会导致荷电状态的不均衡。
3. 荷电状态均衡方法为了解决储能单元荷电状态均衡问题,本文提出了以下几种方法:3.1 基于能量管理的均衡方法通过建立能量管理系统,对系统中储能单元的充放电进行调度和控制,以实现荷电状态的均衡。
该方法能够根据可再生能源的波动性和负载变化,智能地控制储能单元的充放电过程,从而保持其荷电状态在一个合理的范围内。
3.2 基于动态规划的均衡方法动态规划方法是一种优化算法,可以通过求解最优化问题来解决荷电状态均衡问题。
该方法通过建立数学模型,考虑储能单元的充放电能力、可再生能源的波动性和负载变化等因素,以确定最优的充放电策略,从而实现荷电状态的均衡。
3.3 基于协同控制的均衡方法协同控制方法是指通过储能单元之间的协同作用,共同完成荷电状态的均衡。
孤岛下的微电网研究(文集)
微电网中的应用,超级电容器在微电网中的应用,孤岛模式 下的微电网,低压微电网中的功率传输特性,微电网控制策略
中国学术期刊文辑(2013)
目
录
一、孤岛模式下的微电网 孤岛模式下的微电网低频减载策略分析 1 国外微电网的研究概况及其在我国的应用前景 孤岛运行的微电网三相不平衡潮流计算方法研究 孤岛运行方式下微电网有功功率优化策略研究 二、微电网检测技术研究 光伏并网逆变器的自适应微电网检测技术 21 含储能装置的直流微电网控制系统研究 26 16 7 11
;修回日期 : 。 收稿日期 : 2 0 1 0 1 0 2 1 2 0 1 1 0 1 2 5 - - - - ) 。 国家自然科学基金资助项目 ( 5 0 9 0 7 0 0 8,间差距过大 。 文献 [ 采用多代理系统控制架构 , 7 当微电网出现紧急 情 况 时 , 通过各代理的信息交互 采取相应的动作 , 以 保 证 微 电 网 的 频 率 稳 定。但 文 ] 献[ 都没有提出定量准确计算有功缺额的方法 。 6 7 - ] 文献 [ 提出基于频率变化率和转动惯量估算有 8 1 2 - 功缺额的方法 , 在紧 急 情 况 下 可 以 实 施 较 准 确 的 低 频减载策略以恢复 系 统 频 率 , 但上述研究都是针对 大电网进行的 。 针对 孤 岛 运 行 模 式 下 的 微 电 网 , 本文提出了通 过试验方法获取系 统 等 效 转 动 惯 量 的 方 法 , 并进一 步提出了根据频率变化率和等效转动惯量估算有功 缺额的方法和相应的定量低频减载策略 。
1 微电网的动态仿真模型
微电网中包含各种分布式电源 , 例如风电机组 、 光伏发电系统 、 微型燃气轮机发电系统 、 燃料电池发 电系统和储能设 备 。 这 些 分 布 式 电 源 特 性 不 一 , 由 局部逆变控制并网 , 共同支撑微电网的运行 。 本文构建的典型微电网系统如图 1 所示 。
《直流微电网复合储能控制的研究》范文
《直流微电网复合储能控制的研究》篇一一、引言随着能源危机和环境污染问题的日益突出,可再生能源及智能电网技术的发展越来越受到重视。
直流微电网作为智能电网的重要组成部分,其高效、稳定的运行对提高能源利用效率和保障电力供应安全具有重要意义。
复合储能系统作为直流微电网的关键技术之一,其控制策略的研究显得尤为重要。
本文旨在探讨直流微电网中复合储能控制的研究,以期为相关领域的研究与应用提供参考。
二、直流微电网概述直流微电网是一种以直流电为主要传输方式的微型电力系统,具有高效率、高可靠性、可扩展性强等优点。
它主要由分布式电源、储能系统、能量转换装置、负荷等组成。
其中,储能系统是保证微电网稳定运行的重要部分,对于平衡微电网内能量供需、提高供电可靠性具有重要意义。
三、复合储能系统复合储能系统是指将不同类型储能技术进行有机结合,以实现优势互补、提高整体性能的储能系统。
常见的储能技术包括电池储能、超级电容储能、飞轮储能等。
在直流微电网中,复合储能系统通常由电池储能系统和超级电容储能系统组成。
电池储能系统具有容量大、成本低等优点,适用于长时间、大容量的能量存储;而超级电容储能系统则具有充放电速度快、寿命长等优点,适用于短时间、高功率的能量存储。
四、复合储能控制策略复合储能控制策略是保证直流微电网稳定运行的关键技术之一。
常见的控制策略包括:1. 优化调度策略:根据微电网内能源供需情况,合理调度各类储能设备的充放电过程,实现能量最优分配。
2. 协同控制策略:通过协调电池储能系统和超级电容储能系统的运行,实现优势互补,提高整体性能。
3. 智能控制策略:利用人工智能技术,对微电网内各类信息进行实时采集、分析和处理,实现智能决策和自动控制。
五、研究方法与实验结果本文采用理论分析、仿真研究和实验验证相结合的方法,对直流微电网中复合储能控制策略进行研究。
首先,建立复合储能系统的数学模型,分析各类控制策略的优缺点;其次,利用仿真软件对控制策略进行仿真验证,分析其在实际运行中的效果;最后,通过实验验证仿真结果的正确性,为实际应用提供参考。
光伏发电在微电网中的直流电网系统综述
光伏发电在微电网中的直流电网系统综述随着能源需求的不断增长和环境问题的日益严重,可再生能源日益受到关注。
光伏发电作为一种可再生能源,具有资源丰富、环保、分布广泛等优势,被广泛应用于微电网中的直流电网系统。
直流电网系统是一种以直流为主要电能传输方式的电网系统。
与传统的交流电网相比,直流电网系统具有能量损耗小、容易实现电能储存、适应性强等优势。
光伏发电采用直流电,因此与直流电网系统完美匹配。
光伏发电与直流电网系统的结合,为微电网提供了可靠的电源。
光伏发电系统由光电转换装置、电池储能装置、光伏逆变器和微电网控制装置等组成。
其中,光电转换装置将太阳光转化为电能,并存储在电池储能装置中。
光伏逆变器将直流电转化为交流电,以支持微电网中的交流负载。
微电网控制装置负责对光伏发电系统和微电网中其他能源的管理和控制,以实现安全可靠的能源供应。
光伏发电在微电网中的直流电网系统不仅能够满足电力需求,还可以提高能源利用效率。
光伏发电系统可以通过电池储能装置将多余的电能储存下来,当光照不足或需求高峰时提供给微电网。
这种能量存储和调度方式可以有效降低对传统电网的依赖性,减少电能损耗,提高能源利用效率。
此外,光伏发电在微电网中的直流电网系统还可以提供可靠的备用电源。
微电网中的传统能源供应遭遇故障或中断时,光伏发电系统可以立即发挥其作用,提供紧急电源。
这对于一些对电能供应可靠性要求较高的场所,如医院、工厂等至关重要。
然而,光伏发电在微电网中的直流电网系统存在一些挑战和问题。
首先,光伏发电受到太阳辐射的影响,动态变化较大。
因此,如何合理安排光伏发电系统的运行和储能装置的使用,以满足微电网的能量需求,是一个需要解决的问题。
其次,光伏发电系统的成本较高,特别是电池储能装置的成本。
这限制了光伏发电系统在微电网市场的推广和应用。
为了推动光伏发电在微电网中的直流电网系统的发展,需要从技术和政策上给予支持。
技术上,可以通过优化光电转换装置和电池储能装置,提高光伏发电系统的效率和可靠性。
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低压电器(2009N022)
现代建筑电气篇
・供配电・含储能装置的直流微电网控制系统研究
池海涛,吴俊宏,艾芊
(上海交通大学电气工程系,上海200030)
摘要:分析r基于MultiAgent系统(MAS)技术的控制系统。
提出了,一个典型的
直流微电网系统和基于逆系统方法的定交流电压控制策略,建立了PSCAD/EMTDC模
型。
仿真结果表明,在风速波动情况下,该系统能够保证有功的平衡和直流电压的稳
定,且能有效地维持交流母线电压和频率的恒定,即使在孤岛运行时,也能保证对用户
池海涛(1977--),的司靠供电。
男,硕士研究生,研
关键词:微电网;分布式发电;多代理技术;直流换流器
究方向为微电网。
ResearchonDirectCurrentMicrogridsControlSystemwithBatteries
cmHaitao,WUJunhong,AIQian
(DepartmentofElectricalEngineering,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200030,China)Abstract:ThecontrolsystembasedonMultiAgentsystem(MAS)technologywasanalyzed.AtypicaldirectcurrentmicrogridsystemandanovelvoltageandfrequencycontrolstrategybasedonVSlwereproposed.ThePSCAD/EM7FDCsimulationmodelWasestablished.ThesimulationresultshowedthiscontrollerwiththebatteriesWascapableofmaintainingaconstantDCvoltageandloadbalancingalthoughwindspeedWasvariable,eventhoughastandalonesystemWaSrunning,reliableelectricitysupplytouselxcouldbeassured.
Keywords:microgrids;distributedgeneration;MultiAgentSystem(MAS);DC-DCconverter
0引言
随着全球对电能的需求越来越大,各国都制定相关政策鼓励发展可再生能源(如光伏、风能、燃料电池等)的分布式发电。
然而,当电力系统发生故障时,分布式能源必须立即退出运行,这就大大限制了分布式能源的充分发挥,也间接限制了对新能源的利用。
为了尽可能地利用分布式发电所带来的经济效益和改善可靠性,并尽量减少其对主网的冲击,提出了微电网的概念¨‘7J。
微电网是由负荷和多个分布式电源组成的集合系统,对于偏远地区供电、城市居民区供电等具有独特的优势,特别是太阳能发电和风力发电的互补供电在未来城市居民供电方面具有广阔的应用前景。
目前研究的微电网多为交流型网络,即各分布式电源分别通过电力电子器件接入交流网络。
这种交流微电网对于每个分布式电源的控制要求较高,它们需要分别逆变且需同时考虑频率、电压和功率等多个要素,而且系统需要多台逆变器,造成了电力电子器件的极大浪费。
若分布式电源都连入直流网络,这样会降低对控制的要求,也可以最大限度地利用分布式能源,更可以节约电力电子器件。
1直流微电网模型
本文研究的直流微电网模型如图1所示,它可以并网与上级电网配合运行,也可以作为孤立系统非并网运行。
该系统包括最典型的风能和太阳能发电,同时利用蓄电池的充放电,保证系统的有功平衡以及清洁能源的最优利用。
该模型通过一个逆变器向用户提供有效值为220V、频率为50Hz的三相交流电,如有安装滤波系统的需要,
吴俊宏(1984一),男,硕士研究生,研究方向为柔性直流输电、分布式发电。
艾芊(1969一),男,副教授,研究方向为FACTS技术、分布式发电和负荷建模。
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万方数据
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