微网系统中混合储能单元的建模与仿真

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1、万方数据致谢光阴荏苒，硕士研究生的学习即将结束，三年的学习生活使我受益匪浅。在即将离开母校之际，借此机会向那些帮助我、引导我、鼓励我的人们致以深深的感谢。首先要感谢我的导师吴红斌教授，从论文开题到论文的定稿，倾注了吴老师大量的心血。在我攻读硕士研究生期间，深深受益于吴老师的关心、爱护和谆谆教导。作为导师，您指点迷津，让人受益匪浅；作为朋友，您是良师益友，处处给予帮助。在论文写作后期，吴老师给予我极大的帮助。在此谨向吴老师表示我最诚挚的敬意和感谢！感谢我的父母和家人，这么多年来，他们不辞辛劳，对我关怀备至，是我能够坚持完成论文以及学业的重要依靠。感谢电气与自

2、动化工程学院多位给予的帮助的老师们；感谢给予我帮助，引导我科研的师兄师姐们他们是孙辉、汤雪鹏、江炜楠、陈俊飞、蔡亮、郭彩云；感谢陪伴我学习的实验室同学和好友，我们朝夕相处，互相帮助，留下了美好的回忆，他们是侯小凡、顾缃、王树钊、王蕾、龚丽丽、张伟等。最后，我要深深地感谢我的母校——合肥工业大学，母校的7年的时光，让我不断吸取新的知识，不断进步，不断成长。作者：程慧敏2014年4月I万方数据摘要通过长期对微电网的研究表明：储能对于微电网的稳定控制、电能质量的改善和不间断供电具有非常重要的作用，是维持微电网稳定运行的关键因素。应用于微电网的储能系统种类繁多、功

3、能多样，然而单一储能系统很难满足高性能微电网的运行需求，因此微电网中有必要采用混合储能。混合储能就是将具有快速响应特性的储能系统和具有大容量储能特性的储能系统联合使用、协调控制，从而最大限度地发挥储能技术的性能。基于微电网对混合储能的应用需求，本文将混合储能系统作为研究对象，首先对风/光/柴发电系统模型进行建模与仿真；对混合储能单元进行数学建模，分别建立了超级电容的一阶非线性模型和蓄电池的三阶动态模型并进行仿真分析，设计了混合储能单元的PQ控制策略和VF控制策略分析与仿真；为了研究混合储能系统在微电网中的控制，本文分别构建了含有混合储能系统的并网型微电网，

4、设计了并网型微电网在不同运行模式下混合储能系统的控制方法，提出一种的基于储能单元输出特性和SOC对超级电容和蓄电池进行功率协调分配方法，使得超级电容SOC始终处于最佳状态并可持续快速平抑微电网的功率波动，为微电网提供良好的技术性能，而且使得蓄电池输入或输出平滑功率，减少蓄电池充放电电流冲击和循环次数，延长了蓄电池使用寿命，并进行仿真验证；本文对并网型微电网由并网转孤岛运行模式过程中储能系统的控制方案进行设计，并提出提高微电网运行模式切换稳定性的措施；本文最后提出了离网型微电网中储能系统的紧急调频和辅助VF控制策略，并用PSCAD/EMTDC对其进行仿真验证

5、。关键词：微电网；混合储能；超级电容；蓄电池；控制策略II万方数据ABSTRACTThelong-termstudiesonmicro-gridhaveshownthatenergystoragehasaveryimportantroleonthestabilitycontrolformicro-grid,theimprovementofpowerqualityandtheuninterruptedsupplyofpower.Itisalsoakeyfactorinmaintainingthestableoperationofmicro-grid.Awid

6、erangeofenergystoragesystemshavebeenappliedtothemicro-grid.Itisnecessarytoadoptahybridenergystoragesystembecauseasingleenergystoragesystemishardtomeettherequirementsonhigh-performanceoperationofmicro-grid.Thehybridenergystoragesystemisusedtooptimizetheperformanceofenergystoragetec

7、hnologiesthoughthecombinationandcoordinatedcontrolofafast-responseenergystoragesystemandahigh-capacityenergystoragesystem.Thepaperhasstudiedthehybridenergystoragesystembasedontheapplicationofhybridenergystorageinmicro-grid.Modelsofwind/PV/dieselpowersystemarepresentedandSimulated.

8、Themathematicalmodelforthehybride