论文部分内容阅读
储能技术是解决微网中可再生能源间歇性、波动性问题的重要措施。目前单一形式储能无法同时满足功率和能量的要求,因此将不同种类储能按照技术互补性进行组合的混合储能受到重视并成为研究热点。混合储能技术目前处于基础理论研究与工程示范阶段,随着储能产业的发展,关于混合储能技术的研究也逐渐深入。本文对含混合储能的微网优化运行及混合储能系统的协调控制等相关问题展开研究,具有重要的理论意义和工程实用价值。本文首先研究了各种类型的储能技术特点,从技术、经济、安全、环保、发展潜力等方面分析了各种储能技术之间的互补性。将层次分析法与熵权法相结合对指标进行加权,对混合储能技术组合方式进行模糊综合评价,并结合发展潜力对其进行优选。分析混合储能系统的拓扑结构和稳态分析模型,为后续研究奠定基础。考虑混合储能系统的寿命折算成本,以调度周期内微网运行成本最低为目标,计及功率平衡、常规机组备用、混合储能系统的充放电限制等约束条件,建立了孤立、并网运行模式下的含混合储能系统微网最优经济调度模型,并采用基于自然选择的改进粒子群算法对模型进行求解。基于混合储能系统稳态分析模型采用基本滤波控制策略优化超级电容器与锂电池之间功率与能量的分配。通过基于MATLAB的算例分析证实采用混合储能系统相对于单一储能可以减少混合储能系统的运行成本,同时采用基本滤波控制策略能够有效降低蓄电池的充放电次数,降低运行成本,实现含混合储能系统的微网最优经济运行的目的。混合储能系统的能量分配控制策略对提高混合储能系统的整体性能有十分重要的意义。针对前述的基本滤波控制策略不能实现能量的协调控制,本文提出了一种混合储能系统模糊协调控制策略。分析混合储能系统各部分的荷电状态,针对不同工作状态制定超级电容器与锂电池的能量优先分配准则。根据能量分配优先级制定能量协调分配策略,结合模糊控制理论,通过模糊控制器实现该能量协调分配策略。模糊控制器以锂电池的充放电状态和荷电状态、超级电容器的荷电状态以及功率需求指令为输入,以锂电池、超级电容器的参考修正功率指令为输出,实现对功率指令的调整,最终实现能量的协调分配。算例分析表明,所提出的控制策略能够提高系统整体性能,降低蓄电池充放电次数,节约系统运行成本。