为解决传统的下垂控制存在均分精度不足、无法合理分配电流、下垂系数的取值无限制以及电池荷电状态(state of charge, SOC)均衡速度慢的问题,提出一种基于改进下垂系数的SOC均衡下垂控制。首先,分析了传统幂指数形式下垂控制的缺陷,提...为解决传统的下垂控制存在均分精度不足、无法合理分配电流、下垂系数的取值无限制以及电池荷电状态(state of charge, SOC)均衡速度慢的问题,提出一种基于改进下垂系数的SOC均衡下垂控制。首先,分析了传统幂指数形式下垂控制的缺陷,提出幂指数嵌套反正切函数的下垂系数形式,以此来限制下垂系数的取值进而提高控制系统的稳定性与可靠性。随后,针对SOC均衡速度较慢的问题,提出在下垂系数中引进增速因子Q来提升均衡速度,并分析了不同Q值对下垂曲线的影响。最后,搭建仿真模型对改进方法进行对比验证。仿真结果表明所提改进的SOC均衡速度在SOC差距较小时有较大提升。在SOC均衡的过程中,下垂系数的变化更平滑,母线电压在SOC差距较大时也不会发生较大振荡。展开更多
针对长时间充放电后锂电池模组之间荷电状态(state of charge,SOC)不一致的问题,传统集中式均衡电路存在均衡速度过低的缺陷,以对称式开关阵列、Boost变换器与LC准谐振电路作为均衡主电路,提出了一种基于连续集模型预测控制(continuous ...针对长时间充放电后锂电池模组之间荷电状态(state of charge,SOC)不一致的问题,传统集中式均衡电路存在均衡速度过低的缺陷,以对称式开关阵列、Boost变换器与LC准谐振电路作为均衡主电路,提出了一种基于连续集模型预测控制(continuous control set model predictive control,CCS-MPC)的均衡控制策略。首先,对均衡系统进行建模,构建离散状态空间方程;然后,根据状态方程设计多步模型预测算法,并以SOC预测值和参考值、变换器开关管当前输入和上一时刻输入之间的误差作为价值函数;最后,对价值函数进行二次规划,在线求解出一组控制最优解,并应用于均衡系统,通过动态调整占空比以控制均衡电流的大小。相较于单步预测,多步预测需要考虑被控量在多个周期内保持最优,可以保证在每个均衡周期内均衡器都能输出最优的均衡电流,有效防止均衡器失稳。仿真结果表明,所提模型预测算法实现了各电池组SOC一致,保证了均衡电流的稳定输出,相比常规PI算法缩短了17%的均衡时间。展开更多
针对电池组并联均衡研究较少及能量利用率较低的问题,该文提出了一种基于部分功率变换(partial power conversion,PPC)的电池组并联均衡拓扑。该拓扑结合双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器和串联谐振型双有源桥(series resonant d...针对电池组并联均衡研究较少及能量利用率较低的问题,该文提出了一种基于部分功率变换(partial power conversion,PPC)的电池组并联均衡拓扑。该拓扑结合双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器和串联谐振型双有源桥(series resonant dual active bridge, SR-DAB)变换器,采用PPC结构,能够极大减少系统损耗,提升系统效率。在此基础上,以电池荷电状态(state of charge, SOC)均衡为目标,在SR-DAB的单移相控制中加入SOC均衡控制,实现电池组的充放电均衡。基于RT-Box的实时仿真结果表明,所提拓扑及均衡控制策略能够有效地实现并联电池组之间的均衡,且在不同工况下其系统效率均高于采用全功率处理(full power processing,FPP)结构系统的效率。展开更多
为解决双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)采用综合惯量控制时固有调速器的抑制作用,及转速恢复时系统频率二次跌落(secondary frequency dip,SFD)的问题,提出了基于模糊推算和动态控制的风储联合调频控制策略。首先...为解决双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)采用综合惯量控制时固有调速器的抑制作用,及转速恢复时系统频率二次跌落(secondary frequency dip,SFD)的问题,提出了基于模糊推算和动态控制的风储联合调频控制策略。首先分析了电力系统频率响应特性,揭示了输出功率抑制量(output power suppression amount,OPSA)与SFD的产生机理。其次在DFIG频率支撑阶段,基于系统频率指标对综合惯量控制系数进行模糊逻辑设计,减小OPSA影响并提升DFIG调频能力。然后在转速恢复阶段,根据DFIG转速变化动态计算储能有功功率参考值,调整储能输出以减小SFD,并设计变系数比例-积分(proportional-integral,PI)控制以平滑恢复储能荷电状态(state of charge,SOC)。最后,在MATLAB/Simulink中搭建风-储-火四机两区域电力系统仿真模型,验证了所提策略的有效性,保证了高风电渗透率电力系统的频率稳定性。展开更多
为同时满足直流微电网中不同容量储能单元输出电流精确分配及荷电状态均衡的要求,在传统下垂控制的基础上提出一种基于一致性算法的改进下垂控制。将下垂系数与分布式储能单元(Distributed energy storage unit,DESU)相对容量因子及荷...为同时满足直流微电网中不同容量储能单元输出电流精确分配及荷电状态均衡的要求,在传统下垂控制的基础上提出一种基于一致性算法的改进下垂控制。将下垂系数与分布式储能单元(Distributed energy storage unit,DESU)相对容量因子及荷电状态(State of charge,SOC)相关联,消除不同容量对SOC均衡的影响,在充放电过程中实现SOC均衡,且为提高SOC均衡速度,在一致性算法中加入状态预测器,以提高SOC均衡速度;同时设计电压均衡器,对母线电压进行补偿,解决母线电压偏离额定值的问题。为验证所提策略的有效性,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,结果表明,所提策略实现了DESU间SOC的均衡及电流合理分配的目标,与此同时提高了SOC均衡速度。展开更多
随着可再生能源比例增加,电网新建储能电站成为提升系统频率稳定性的重要手段。针对电网中分布式储能电站(distributedenergystoragestations,DESS)参与一次调频面临的荷电状态均衡问题,提出了一种考虑荷电状态(state of charge,SOC)一...随着可再生能源比例增加,电网新建储能电站成为提升系统频率稳定性的重要手段。针对电网中分布式储能电站(distributedenergystoragestations,DESS)参与一次调频面临的荷电状态均衡问题,提出了一种考虑荷电状态(state of charge,SOC)一致性的DESS协同控制策略。首先,构建了含分布式储能电站的区域电网调频模型,分析了传统调频控制方法的特点,并讨论了储能在高渗透率新能源电网中的调频及一致性控制需求;其次,分析了电网调频需求与DESS的SOC一致性调整需求之间的耦合关系,设计了基于一致性原理的SOC分布式控制策略,进而构建了兼顾两种需求的DESS一次调频协同控制方法,详细分析了关键控制参数的设计原则与取值方法。最后,搭建典型区域电网模型,结合不同频率波动工况进行了仿真验证,结果表明:所提控制策略可以有效改善电网频率质量,在不增加系统调频负担的前提下实现多个储能电站的SOC一致性调节,减小了DESS集群的SOC越限风险,增强了其聚合控制效果。展开更多
文摘为解决传统的下垂控制存在均分精度不足、无法合理分配电流、下垂系数的取值无限制以及电池荷电状态(state of charge, SOC)均衡速度慢的问题,提出一种基于改进下垂系数的SOC均衡下垂控制。首先,分析了传统幂指数形式下垂控制的缺陷,提出幂指数嵌套反正切函数的下垂系数形式,以此来限制下垂系数的取值进而提高控制系统的稳定性与可靠性。随后,针对SOC均衡速度较慢的问题,提出在下垂系数中引进增速因子Q来提升均衡速度,并分析了不同Q值对下垂曲线的影响。最后,搭建仿真模型对改进方法进行对比验证。仿真结果表明所提改进的SOC均衡速度在SOC差距较小时有较大提升。在SOC均衡的过程中,下垂系数的变化更平滑,母线电压在SOC差距较大时也不会发生较大振荡。
文摘针对长时间充放电后锂电池模组之间荷电状态(state of charge,SOC)不一致的问题,传统集中式均衡电路存在均衡速度过低的缺陷,以对称式开关阵列、Boost变换器与LC准谐振电路作为均衡主电路,提出了一种基于连续集模型预测控制(continuous control set model predictive control,CCS-MPC)的均衡控制策略。首先,对均衡系统进行建模,构建离散状态空间方程;然后,根据状态方程设计多步模型预测算法,并以SOC预测值和参考值、变换器开关管当前输入和上一时刻输入之间的误差作为价值函数;最后,对价值函数进行二次规划,在线求解出一组控制最优解,并应用于均衡系统,通过动态调整占空比以控制均衡电流的大小。相较于单步预测,多步预测需要考虑被控量在多个周期内保持最优,可以保证在每个均衡周期内均衡器都能输出最优的均衡电流,有效防止均衡器失稳。仿真结果表明,所提模型预测算法实现了各电池组SOC一致,保证了均衡电流的稳定输出,相比常规PI算法缩短了17%的均衡时间。
文摘针对电池组并联均衡研究较少及能量利用率较低的问题,该文提出了一种基于部分功率变换(partial power conversion,PPC)的电池组并联均衡拓扑。该拓扑结合双有源桥(dual active bridge,DAB)变换器和串联谐振型双有源桥(series resonant dual active bridge, SR-DAB)变换器,采用PPC结构,能够极大减少系统损耗,提升系统效率。在此基础上,以电池荷电状态(state of charge, SOC)均衡为目标,在SR-DAB的单移相控制中加入SOC均衡控制,实现电池组的充放电均衡。基于RT-Box的实时仿真结果表明,所提拓扑及均衡控制策略能够有效地实现并联电池组之间的均衡,且在不同工况下其系统效率均高于采用全功率处理(full power processing,FPP)结构系统的效率。
文摘为解决双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)采用综合惯量控制时固有调速器的抑制作用,及转速恢复时系统频率二次跌落(secondary frequency dip,SFD)的问题,提出了基于模糊推算和动态控制的风储联合调频控制策略。首先分析了电力系统频率响应特性,揭示了输出功率抑制量(output power suppression amount,OPSA)与SFD的产生机理。其次在DFIG频率支撑阶段,基于系统频率指标对综合惯量控制系数进行模糊逻辑设计,减小OPSA影响并提升DFIG调频能力。然后在转速恢复阶段,根据DFIG转速变化动态计算储能有功功率参考值,调整储能输出以减小SFD,并设计变系数比例-积分(proportional-integral,PI)控制以平滑恢复储能荷电状态(state of charge,SOC)。最后,在MATLAB/Simulink中搭建风-储-火四机两区域电力系统仿真模型,验证了所提策略的有效性,保证了高风电渗透率电力系统的频率稳定性。
文摘为同时满足直流微电网中不同容量储能单元输出电流精确分配及荷电状态均衡的要求,在传统下垂控制的基础上提出一种基于一致性算法的改进下垂控制。将下垂系数与分布式储能单元(Distributed energy storage unit,DESU)相对容量因子及荷电状态(State of charge,SOC)相关联,消除不同容量对SOC均衡的影响,在充放电过程中实现SOC均衡,且为提高SOC均衡速度,在一致性算法中加入状态预测器,以提高SOC均衡速度;同时设计电压均衡器,对母线电压进行补偿,解决母线电压偏离额定值的问题。为验证所提策略的有效性,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型,结果表明,所提策略实现了DESU间SOC的均衡及电流合理分配的目标,与此同时提高了SOC均衡速度。
文摘随着可再生能源比例增加,电网新建储能电站成为提升系统频率稳定性的重要手段。针对电网中分布式储能电站(distributedenergystoragestations,DESS)参与一次调频面临的荷电状态均衡问题,提出了一种考虑荷电状态(state of charge,SOC)一致性的DESS协同控制策略。首先,构建了含分布式储能电站的区域电网调频模型,分析了传统调频控制方法的特点,并讨论了储能在高渗透率新能源电网中的调频及一致性控制需求;其次,分析了电网调频需求与DESS的SOC一致性调整需求之间的耦合关系,设计了基于一致性原理的SOC分布式控制策略,进而构建了兼顾两种需求的DESS一次调频协同控制方法,详细分析了关键控制参数的设计原则与取值方法。最后,搭建典型区域电网模型,结合不同频率波动工况进行了仿真验证,结果表明:所提控制策略可以有效改善电网频率质量,在不增加系统调频负担的前提下实现多个储能电站的SOC一致性调节,减小了DESS集群的SOC越限风险,增强了其聚合控制效果。
