阶梯式快速混合储能系统设计及控制策略研究.pdf

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1、第43卷第9期电力系统保护与控制Vo1．43NO．92015年5月1目PowerSystemProtectionandControlMay1，2015阶梯式快速混合储能系统设计及控制策略研究刘振宇，马民，马辉栋，王海婷，路志明(1．山西农业大学信息科学与工程学院，山西太谷030801；2．山西农业大学工学院，山西太谷030801)摘要：针对微风、弱光条件下，风能、太阳能发电系统中储能设备效率低的问题，提出超级电容器阶梯式快速储能模型，并以超级电容器和锂电池为基本储能元件设计了阶梯式快速混合储能系统。基于超级电容器快速充放电的特点，将多个超级电容器

2、串联，设计了一种阶梯式快速储能设备。利用锂电池能量密度大的特点，将阶梯式快速储能设备与锂电池结合，设计实现了一种阶梯式快速混合储能系统。该系统可实现充电、控制、保护和显示等功能。经过试验验证，该系统可解决风力、光伏发电机在微风、弱光状态下，电池低电压运行的储能问题，有效提高了微能的利用率。关键词：超级电容器；阶梯式；储能；控制策略；测试StoragesystemandcontrolstratrgyresearchofstepwiseandfaststorageenergyLIUZhenyu，MAMin，MAHuidong，WANGHaiting，

3、LUZhiming(1．InstituteofInformationScienceandEngineering，ShanxiAgriculturalUniversity，Taigu030801，China；2．InstituteofTechnology,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801，China)Abstract：Aimingattheloweficiencyofenergystoragedevicesofwindenergyandsolarpowergeneratingsystemunderth

4、econditionofbreezeandweaklight，amodelofstepwisesupercapacitortostorageenergyrapidlyisproposed，andastepwisehybridenergystoragesystemwhichtakeslithiumbateryandsupercapacitorasthebasicenergystoragecomponentsisdesigned．Basedonthefeatureofsupercapacitorchargeanddischarge，anenergys

5、toragedeviceisdesignedbysettingmultiplesupercapacitorinseriesconnection．UsingthefeatureofhighenergydensityoflithiumbaRery,thispaperdesignsandimplementsadevicecombiningstepwisefaststoragesystemwithlithiumbattery．Thissystemrealizethefunctionssuchascharging，controlling，protectio

6、n，displayingandSOon．Thetestverifiesthatthesystemcansolveenergystorageprobleminlowvoltageoperationundertheconditionofbreezeandweaklightandenhancetheefectivenessofmicropowersourceofutilization．ThisworkissupportedbyNationalHigh-techR&DProgramofChina(863Program)(No．2012AA050217)，

7、NationalNaturalScienceFoundationofChina(No．31371527)，andNaturalScienceFoundationofShanxiProvince(No．2013011033-1)．Keywords：supercapacitor；stepwise；energystorage；controlstrategy；test中图分类号：TK82文献标识码：A文章编号：1674—3415(2015)09．0069．07改善微电网的电能质量和运行性能具有重要意义lJJ。0引言风力、光伏发电中常见的储能形式有飞轮储能

8、、蓄随着环境的恶化和化石资源的短缺，利用风能、电池储能和电容器储能等，其中机械储能常受到转太阳能等无污染、可再生新型能源发电受到越来越速