微电网多元复合储能系统协调控制策略

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1、摘要摘要近年来，新能源发电技术及微电网技术以其充分利用可再生能源、清洁环保、经济高效的优势得到了快速的发展。但是，目前微电网技术的发展尚不成熟，在并网控制、并/离网切换、储能系统控制、继电保护等关键技术方面仍然存在很多技术难题，研究和解决这些问题将对微电网技术的发展具有极大的促进作用，对解决能源危机、保护生态环境、维持电网安全稳定运行具有重大的意义。本文针对由蓄电池和超级电容器组成的微电网储能系统的控制问题进行了研究，提出了微电网多元复合储能系统协调控制策略，该策略有利于避免间歇式电源对电网的冲击和不良影响，保证微电网安全、可靠、稳定、经济运行。微电网并网运

2、行时，蓄电池和超级电容器均采用功率—电流双环控制方法，计算负荷功率与光伏发电功率间的不平衡功率，利用滤波器将功率不平衡量分解为高频分量和低频分量，分别由超级电容器和蓄电池(大电网)补偿。同时考虑储能元件荷电状态、过充过放，提出了微电网多元复合储能系统并网协调控制策略。该控制策略不仅可以平抑间歇式电源给电网带来的冲击，保证电能质量，而且有利于减少电池的充放电转换次数，延长电池和超级电容器寿命。微电网离网运行时，蓄电池采用电压—电流双环控制，超级电容器控制方法不变，计算功率不平衡量，利用滤波器将其分解为高频分量和低频分量，分别由超级电容器和电池补偿。同时，考虑储

3、能元件的荷电状态及过充、过放，提出了微电网多元复合储能系统离网协调控制策略。该控制策略既可以维持微电网的稳定运行、平抑间歇式电源的冲击、保证微电网电能质量，也有利于减少电池的充放电转换次数，避免储能装置过充、过放，可延长其使用寿命。在微电网离网运行模式下，提出了两种微电网离网启动电机的方法。一种是基于变频器和APF的改进启动方法，该方法中APF的控制算法更为简便；另一种是基于多元复合储能系统的离网启动方法，该方法充分利用储能装置特性，不引入谐波、无需添加设备，有利于提高微电网的经济性。最后，利用MATLAB/SIMULINK建立仿真模型对提出的控制策略及电机

4、启动控制策略进行了验证，证明了控制策略的合理性和有效性。关键词：微电网；电池；超级电容器；控制策略；荷电状态IAbstractAbstractInrecentyears,newenergypowergenerationtechnologyandmicro-gridtechnologyhavebeenrapidlydevelopedbecauseofitsadvantagesoffullutilizationofrenewableenergy,cleanandenvironmental,economicandefficient.However,thecurre

5、ntdevelopmentofmicro-gridtechnologyisnotmatureandtherestillexistsmanytechnicalproblemsintheaspectsofthegrid-connectedcontrol,switchingbetweenislandandgrid-connectedmode,energystoragesystemandrelayprotection.Ithasagreatroleinthedevelopmentofthemicro-gridtechnologytostudyandsolvethes

6、eproblems,andwhatismore,itisofgreatsignificancetosolvingtheproblemofenergycrisis,protectingtheecologicalenvironmentandmaintainingthesecurityandstabilityofpowergrid.Sothecontrolproblemofstoragesystemwhichiscomposedofbatteryandsupercapacitorinmicro-gridisstudiedinthispaper,itproposed

7、acoordinatedcontrolstrategyofmultivariatecompositeenergystoragesystem.Thestrategyishelpfultoavoidtheimpactandadverseeffectsofintermittentpoweronthemaingrid,ensuringtheoperationofmicro-gridsecurity,reliability,stabilityandeconomic.Whenmicro-gridoperatesingrid-connectedmode,power-cur

8、rentdoubleloopcontrolmetho