在碳中和的背景下,作为一种无污染的可再生能源,氢能在能源转型中占据着越来越重要的地位。传统的氢电耦合直流微电网设计方案中,制氢设备并联嵌入直流微网,并作为一种灵活性负载参与系统调控以平替部分储能的功能。但是碱液电解槽(alka...在碳中和的背景下,作为一种无污染的可再生能源,氢能在能源转型中占据着越来越重要的地位。传统的氢电耦合直流微电网设计方案中,制氢设备并联嵌入直流微网,并作为一种灵活性负载参与系统调控以平替部分储能的功能。但是碱液电解槽(alkaline water electrolyzer,AWE)具有低压大电流的特点。随着直流微电网电压等级的提升,传统的并联结构一方面增加了电力电子装置的电压转换比的需求,另一方面忽略了碱液电解槽的电热特性。针对以上问题,该文提出了一种基于虚拟热敏电阻的串联型氢电耦合直流微电网稳定控制策略。首先,针对碱液电解槽建立了一套等效电热模型以表征最大电流与温度的关系。在此基础上,提出了一种电堆串联结构的碱液电解制氢模块(series-connectedstacks alkaline water electrolysis module,SAWEM)及其控制策略。串联结构能降低单个电堆输入电压,而虚拟热敏电阻控制策略能实现各电堆间精确合理的功率分配,且对直流微网有功率支撑作用。最后,通过简易的光伏制氢硬件实验平台进行了验证,结果表明该控制方法具有良好的实用性和有效性。展开更多
储能系统采用串并联结构(串联的储能单元为一组,多组并联)可以实现将小容量、低电压等级的储能单元接入直流微电网中,并且可以实现系统扩容和提高端电压。为避免串并联结构的储能单元因荷电状态(state of charge,SOC)和额定容量差别导...储能系统采用串并联结构(串联的储能单元为一组,多组并联)可以实现将小容量、低电压等级的储能单元接入直流微电网中,并且可以实现系统扩容和提高端电压。为避免串并联结构的储能单元因荷电状态(state of charge,SOC)和额定容量差别导致个别储能单元提前退运的短板效应,提出一种考虑储能SOC和额定容量的控制方法,实现串联模块间的电压和并联模块间的功率合理分配。考虑到功率分配后期因储能单元间SOC差别较小导致均衡速度较慢的问题,引入变异系数对下垂系数进行动态优化。考虑到升压或扩容导致各组总容量不同,引入容量权重因子,使储能单元达到均衡出力。通过搭建MATLAB/Simulink仿真模型,验证了策略的可行性。展开更多
在含多个分布式储能单元(distributed energy storage units,DESUs)的孤岛直流微电网中,针对初始荷电状态(state of charge,SOC)不一致、线路电阻不匹配导致DESUs的SOC不均衡以及直流母线电压偏移的问题,提出一种改进SOC均衡控制策略。...在含多个分布式储能单元(distributed energy storage units,DESUs)的孤岛直流微电网中,针对初始荷电状态(state of charge,SOC)不一致、线路电阻不匹配导致DESUs的SOC不均衡以及直流母线电压偏移的问题,提出一种改进SOC均衡控制策略。首先,将DESUs的SOC与指数函数、反正切函数相结合,自适应调整P-U下垂系数,保证系统稳定运行并提高DESUs的SOC均衡速度;其次,基于动态一致性算法设计单一补偿项,恢复母线电压的同时消除线路电阻不匹配引起的功率分配偏差;然后,建立系统特征方程分析系统稳定性,为所提策略提供理论支撑;最后,基于Matlab/Simulink软件和RT-LAB实时仿真平台搭建含多个DESUs的直流微电网模型,在不同运行工况下验证了所提SOC均衡控制策略的有效性。展开更多
为了解决交直流混合微电网中储能单元荷电状态(state of charge,SOC)变化导致的子网互济能力变化和系统供电可靠性问题,提出一种综合考虑子网运行状态和储能SOC变化的交直流混合微电网多模式功率协调控制策略,将系统的运行模式划分为盈...为了解决交直流混合微电网中储能单元荷电状态(state of charge,SOC)变化导致的子网互济能力变化和系统供电可靠性问题,提出一种综合考虑子网运行状态和储能SOC变化的交直流混合微电网多模式功率协调控制策略,将系统的运行模式划分为盈余互济、缺损互济、独立运行和功率共享4种情况,详细研究了在不同运行模式下网间互济功率的传输原则和计算方法,从而实现系统源荷功率平衡和网间SOC均衡,达到了提高交直流混合微电网的可靠性和储能利用效率的目的。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建仿真模型并验证了所提多模式控制策略有效性。展开更多
无通信前提下,直流微电网中储能单元常用的控制策略难以实现储能荷电状态(state of charge,SOC)均衡、最大化新能源利用率和母线电压支撑三方面的平衡控制,提出一种基于荷电状态的直流微电网中多储能单元分级运行控制方法。首先,考虑微...无通信前提下,直流微电网中储能单元常用的控制策略难以实现储能荷电状态(state of charge,SOC)均衡、最大化新能源利用率和母线电压支撑三方面的平衡控制,提出一种基于荷电状态的直流微电网中多储能单元分级运行控制方法。首先,考虑微电网多运行状态下对储能单元的不同需求,将储能单元状态划分为5种工作模式,且各模式的电压区间是根据SOC动态调节的。利用直流母线电压信号作为工作模式判据,各储能单元根据SOC大小投入充放电,实现分级运行。随后,功率调节控制根据储能单元各模式的电压区间自动调整下垂曲线,使投入运行的储能单元间根据SOC合理分配功率。最后,搭建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明所提控制策略在无通信条件下可实现各储能单元SOC均衡,并且能够实现与其他源储单元协调运行,以最大化新能源利用率,避免了工作模式切换过程中母线电压大幅波动,证明了所提控制策略的可行性和有效性。展开更多
针对湖北黄石地区楼宇建筑直流微电网孤岛运行场景,提出一种光伏和储能电池的协调控制策略。基于直流微电网系统的实时状态,根据直流母线电压数值对微电网的运行模式进行划分,并设置变流器动作阈值,微电网内的各变流器根据母线电压所处...针对湖北黄石地区楼宇建筑直流微电网孤岛运行场景,提出一种光伏和储能电池的协调控制策略。基于直流微电网系统的实时状态,根据直流母线电压数值对微电网的运行模式进行划分,并设置变流器动作阈值,微电网内的各变流器根据母线电压所处的区间范围,执行相应的控制策略,满足微电网的能量平衡及电压稳定性需求。考虑微电网内部储能电池状态的一致性要求,针对电池变流器提出一种基于电池荷电状态(State of Charge,SOC)的协调控制策略,在电池的充放电过程中,根据不同电池组之间的容量差异进行功率分配,避免相同的充放电效率导致过充或过放现象。最后通过Matlab/Simulink对所提控制策略进行仿真验证分析。展开更多
文摘在碳中和的背景下,作为一种无污染的可再生能源,氢能在能源转型中占据着越来越重要的地位。传统的氢电耦合直流微电网设计方案中,制氢设备并联嵌入直流微网,并作为一种灵活性负载参与系统调控以平替部分储能的功能。但是碱液电解槽(alkaline water electrolyzer,AWE)具有低压大电流的特点。随着直流微电网电压等级的提升,传统的并联结构一方面增加了电力电子装置的电压转换比的需求,另一方面忽略了碱液电解槽的电热特性。针对以上问题,该文提出了一种基于虚拟热敏电阻的串联型氢电耦合直流微电网稳定控制策略。首先,针对碱液电解槽建立了一套等效电热模型以表征最大电流与温度的关系。在此基础上,提出了一种电堆串联结构的碱液电解制氢模块(series-connectedstacks alkaline water electrolysis module,SAWEM)及其控制策略。串联结构能降低单个电堆输入电压,而虚拟热敏电阻控制策略能实现各电堆间精确合理的功率分配,且对直流微网有功率支撑作用。最后,通过简易的光伏制氢硬件实验平台进行了验证,结果表明该控制方法具有良好的实用性和有效性。
文摘储能系统采用串并联结构(串联的储能单元为一组,多组并联)可以实现将小容量、低电压等级的储能单元接入直流微电网中,并且可以实现系统扩容和提高端电压。为避免串并联结构的储能单元因荷电状态(state of charge,SOC)和额定容量差别导致个别储能单元提前退运的短板效应,提出一种考虑储能SOC和额定容量的控制方法,实现串联模块间的电压和并联模块间的功率合理分配。考虑到功率分配后期因储能单元间SOC差别较小导致均衡速度较慢的问题,引入变异系数对下垂系数进行动态优化。考虑到升压或扩容导致各组总容量不同,引入容量权重因子,使储能单元达到均衡出力。通过搭建MATLAB/Simulink仿真模型,验证了策略的可行性。
文摘在含多个分布式储能单元(distributed energy storage units,DESUs)的孤岛直流微电网中,针对初始荷电状态(state of charge,SOC)不一致、线路电阻不匹配导致DESUs的SOC不均衡以及直流母线电压偏移的问题,提出一种改进SOC均衡控制策略。首先,将DESUs的SOC与指数函数、反正切函数相结合,自适应调整P-U下垂系数,保证系统稳定运行并提高DESUs的SOC均衡速度;其次,基于动态一致性算法设计单一补偿项,恢复母线电压的同时消除线路电阻不匹配引起的功率分配偏差;然后,建立系统特征方程分析系统稳定性,为所提策略提供理论支撑;最后,基于Matlab/Simulink软件和RT-LAB实时仿真平台搭建含多个DESUs的直流微电网模型,在不同运行工况下验证了所提SOC均衡控制策略的有效性。
文摘为了解决交直流混合微电网中储能单元荷电状态(state of charge,SOC)变化导致的子网互济能力变化和系统供电可靠性问题,提出一种综合考虑子网运行状态和储能SOC变化的交直流混合微电网多模式功率协调控制策略,将系统的运行模式划分为盈余互济、缺损互济、独立运行和功率共享4种情况,详细研究了在不同运行模式下网间互济功率的传输原则和计算方法,从而实现系统源荷功率平衡和网间SOC均衡,达到了提高交直流混合微电网的可靠性和储能利用效率的目的。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建仿真模型并验证了所提多模式控制策略有效性。
文摘无通信前提下,直流微电网中储能单元常用的控制策略难以实现储能荷电状态(state of charge,SOC)均衡、最大化新能源利用率和母线电压支撑三方面的平衡控制,提出一种基于荷电状态的直流微电网中多储能单元分级运行控制方法。首先,考虑微电网多运行状态下对储能单元的不同需求,将储能单元状态划分为5种工作模式,且各模式的电压区间是根据SOC动态调节的。利用直流母线电压信号作为工作模式判据,各储能单元根据SOC大小投入充放电,实现分级运行。随后,功率调节控制根据储能单元各模式的电压区间自动调整下垂曲线,使投入运行的储能单元间根据SOC合理分配功率。最后,搭建了Matlab/Simulink仿真模型,仿真结果表明所提控制策略在无通信条件下可实现各储能单元SOC均衡,并且能够实现与其他源储单元协调运行,以最大化新能源利用率,避免了工作模式切换过程中母线电压大幅波动,证明了所提控制策略的可行性和有效性。
文摘针对湖北黄石地区楼宇建筑直流微电网孤岛运行场景,提出一种光伏和储能电池的协调控制策略。基于直流微电网系统的实时状态,根据直流母线电压数值对微电网的运行模式进行划分,并设置变流器动作阈值,微电网内的各变流器根据母线电压所处的区间范围,执行相应的控制策略,满足微电网的能量平衡及电压稳定性需求。考虑微电网内部储能电池状态的一致性要求,针对电池变流器提出一种基于电池荷电状态(State of Charge,SOC)的协调控制策略,在电池的充放电过程中,根据不同电池组之间的容量差异进行功率分配,避免相同的充放电效率导致过充或过放现象。最后通过Matlab/Simulink对所提控制策略进行仿真验证分析。
