基于全钒液流电池的混合储能系统功率分配策略研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:whsvlsy
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储能技术在促进能源生产消费、提高可再生能源并网比例、保障能源安全和推动全球绿色能源革命方面发挥着至关重要的作用。作为国家战略《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》中重点扶植对象之一的全钒液流电池,以其寿命长,容量大、安全可靠、清洁无污染等优点正在被广泛应用于储能系统中,而与功率型储能进行组合后的混合储能系统,极大地降低了运行成本的同时还可以满足巨大能量和快速响应的双重需求,因此对其展开相关的研究具有重要意义。本文针对基于全钒液流电池的混合储能系统功率分配策略研究进行了如下研究。首先,介绍了全钒液流电池和超级电容的工作原理,据此建立其数学模型及对应的等效电路模型,并对全钒液流电池充放电方式及容量扩充结构进行分析;在此基础上对两者组成混合储能系统的多种拓扑结构进行了研讨,并详细分析混合储能系统在电源侧光伏场景中的工作原理。然后,针对于并联型全钒液流电池储能系统建立功率分配模型,采用差分进化算法和充放电优先级策略对储能系统的SOC均衡度及系统运行损耗进行优化,并与传统功率分配策略进行了对比分析。在此基础上,开展了对于光伏电场中的混合储能系统功率分配研究,采用自适应小波包分解的策略对光伏电场原始功率信号进行多尺度分解,得到并网功率信号和混合储能系统功率信号;再兼顾不同类型储能系统的特性对混合储能系统信号进行再次划分,获得超级电容和全钒液流电池储能系统的功率值,并调用并联型全钒液流电池储能系统功率分配模型,进行每个储能单元的功率分配。再与一阶低通滤波策略进行对比分析,验证所提策略的合理性。最后,描述了混合物储能系统半实物控制仿真平台结构,并搭建了基于KING_VIEW的混合储能能量管理系统,对所提策略进行仿真验证,扩大其工程应用范围。
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