混合储能系统在独立光伏发电系统功率平衡中的应用

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1、第35卷第5期电网技术Vol.35No.52011年5月PowerSystemTechnologyMay2011文章编号：1000-3673（2011）05-0183-05中图分类号：TM711文献标志码：A学科代码：470·4054混合储能系统在独立光伏发电系统功率平衡中的应用侯世英，房勇，孙韬，彭文雄（输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学)，重庆市沙坪坝区400044）ApplicationofHybridEnergyStorageSysteminPowerBalanceofS

2、tand-AlonePhotovoltaicPowerSystemHOUShiying,FANGYong,SUNTao,PENGWenxiong(StateKeyLaboratoryofPowerTransmissionEquipment&SystemSecurityandNewTechnology(ChongqingUniversity),ShapingbaDistrict,Chongqing400044,China)ABSTRACT:Inthispaperitisproposedtoapply

3、ahybrid维护量大等缺点，降低了整个系统的可靠性。根据energystoragesystemconsistingoflithiumironphosphate目前的储能技术发展水平，还没有一种储能设备可(LiFePO4)batterythatisenvironment-friendlyandpossesses以完全克服蓄电池的这些缺点，特别是功率密度和highenergydensityandsupercapacitancecombinationthat能量密度难以两全，所以混合储能系统成为研究热

4、possesseshighpowerdensityandlongservicelifecyclein[4-6]点。其中2级混合储能方案研究较多，如蓄电池standalonephotovoltaic(PV)powersystem.Takingthe[7]optimizationofsystemreliabilityandoperationstatesasthe和超级电容的组合。object,thecontrolstructureoftheproposedhybridenergy考虑光伏发电系统具有绿

5、色与环保的特点，其storagesystemanditscontrolmodesaredesignedtooptimize储能装置的材料也应当具备一定的环保性。为此，bothsystemreliabilityandoperationstatusoftheenergy本文选择能量密度大、环境友好的磷酸铁锂电池storagedevices.Simulationanalysisoftheproposedsystemis(LiFePO4Battery)和功率密度大、环境友好的超级电performedand

6、analysisresultsshowthatunderthefluctuation容(supercapacitor，SC)组合，实现独立光伏发电系ofPVcelloutputandpulsatingloadtheinstantaneouspowercanberapidlybalancedbytheproposedhybridenergystorage统运行状态和可靠性优化的目标。system,thusreliableoperationoftheproposedsystemcanbe磷酸铁锂电池和

7、超级电容都属于新型储能设sustained.备，代表了未来储能技术发展的方向，十分具有研[8-9]KEYWORDS:standalonephotovoltaicpowersystem;hybrid究意义。磷酸铁锂电池能量密度较大，作为系统energystorage;powerbalance;operationstatusoptimization的长期储能设备，储存光伏电池板(photovoltaic摘要：提出了将能量密度大、环境友好的磷酸铁锂电池和功arrays)发出的多余能量，或在光伏电池输出功

8、率较率密度高、循环使用寿命长的超级电容组合，构成混合储能小的时候，向负载提供能量；而SC功率密度高，系统应用于独立光伏发电系统。以优化系统可靠性及运行状可达5000W/kg[9]，作为短期储能设备来调节系统态为目标，设计了控制结构和控制方式。对系统进行仿真分的即时变化功率。析，结果表明，在光伏电池输出功率存在波动且负载发生脉本文将详细分析混合储能系统的构成及拓扑结动的情况下，储能系统能迅速平衡系统瞬时功率，维持系统构，给出光伏电池板、磷酸铁锂电池和SC这3个能可靠运行。量单元的电路