光储微电网孤岛系统的储能控制策略_李斌.pdf

第34卷第3期电力自动化设备Vol．34No．32014年3月ElectricPowerAutomationEquipmentMar.2014"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!编者按语!：!!微电网能灵活控制分布式电源的特性，为开发利用我国种类丰富、储量可观的可再生能源资源提供了一种有效途径，有!!利于推动节能减排进程、提高电源结构低碳化程度、促进智能化绿色电力的发展。电力工作者为加快微电网的工程实践，在!!其分析建模、运行优化、控制策略、储能技术及装置、保护技术等方面做了较广泛的研究。本次微电网专题栏目即结合上述方!!面进行了深入研究和探讨。微电网中元件、设备类型复杂，运行特性不同，给系统建模、协调控制、综合保护等带来困难。为实!!!现微电网稳定可靠、经济高效运行，需要在优化规划可再生能源组合，快速发展电力技术，合理建立系统分析模型，确定适宜!!的运行模式及切换方式，合理制定运行调度策略，研究新型设备及多种设备的综合控制方法，发展与微电网特征相适应的保护!!技术等方面进一步深入研究欢迎就微电网理论技术的研究及应用成果投稿本刊参加讨论!!!!!!!!!"!!!!!!!。、，。!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!光储微电网孤岛系统的储能控制策略李斌，宝海龙，郭力（天津大学智能电网教育部重点实验室，天津300072）摘要：分析了微电网孤岛系统稳定运行、能量供求平衡的机理和常规的微电网孤岛能量管理控制策略，提出一种新型超级电容与蓄电池混合储能系统的功率自适应控制策略，通过对混合储能系统进行上层的能量管理控制，使超级电容和蓄电池输出功率得到合理分配，以满足微电网孤岛运行时的电能质量要求和负荷的功率需求，并且能够提高系统全寿命周期经济性。最后建立了微电网孤岛系统的仿真模型，利用PSCAD／EMTDC仿真验证了所提策略的有效性，该控制策略优化了蓄电池的工作过程，延长了蓄电池使用寿命，并且不需要数据采集和通信环节，提高了微电网孤岛系统运行的可靠性和稳定性。关键词：微电网；储能；蓄电池；光伏发电系统；孤岛运行；自适应控制中图分类号：TM615文献标识码：ADOI：10.3969／j.issn.1006-6047.2014.03.0020引言提高储能的功率输出能力；文献［11］利用超级电容器功率密度高和循环寿命长的优点，通过双向DC／微电网可以与常规电网并网运行，也可以独立DC变换器的多滞环控制，优化了蓄电池的充放电过运行［1-2］近年来由于可再生能源发电装机容量不断。程延长了其使用寿命文献提出了利用超级电增加微电网孤岛运行时功率波动对电能质量与安，；［12］，容与蓄电池组成的混合储能系统来实现微电网孤岛全稳定的影响越来越受到重视。利用储能装置虽然运行时的功率平衡；文献［13］针对包含海水淡化负可在一定程度上起到抑制功率波动的作用，但是单一荷的风光柴储孤立微电网，设计了协调运行控制策的储能装置很难同时满足功率与能量两方面要求，略该策略可以保证孤立系统的长期稳定运行并且而利用超级电容与蓄电池组成的混合储能系统对于，，能够提高系统全寿命周期经济性基于以上研究可微电网的稳定控制、电能质量的改善和不间断供电具。，以发现国内外关于混合储能的研究多是考虑储能有非常重要的作用［3-6］。，设备在并网运行情况下如何利用混合储能的互补特文献［7］介绍了储能技术在分布式发电中的应，性而得到较为平滑和稳定的功率输出避免由于分布用，以及各种储能方式的原理及其优缺点；文献［8］，详细介绍了超级电容器作为储能方式在微电网中的式电源和储能设备的接入造成系统的功率波动。但在微电网孤网运行的动态过程中如何尽可能满足负应用；文献［9］针对超级电容与电池混合储能系统，，在平滑控制与传统限值管理的基础上，提出了一种新荷的功率需求和可再生能源的最大功率输出，同时优的能量管理方法；文献［10］从理论上证明了混合储化混合储能单元的工作特性以达到良好的技术经济能可以充分利用蓄电池和超级电容器的互补特性，性仍然是值得深入研究的重要课题之一。但在以往的研究成果中，对于微电网孤岛运行情收稿日期修回日期：2013－05－08；：2014－01-15况下混合储能的控制策略一般需要实时采集微电网基金项目：国家高技术研究发展计划（863计划）项目（2011AA-05A106）；国家自然科学基金资助项目（50977061）；天津市自然系统内的分布式电源出力及负荷需求，再由能量管理科学基金资助项目国家电网公司科技项目（11JCYBJC07600）；系统对储能设备进行功率分配，这种传统方式对于微ProjectsupportedbytheNationalHighTechnologyResearch电网覆盖面小分布式电源种类少以