为解决高渗透率区域电网存在转动惯量降低、系统调频能力下降、频率稳定性降低等问题,在储能调频的基础上,增加风电机组调频控制,通过分析风电渗透率δ对系统的影响,从减小电池损耗、延长储能寿命的角度出发,提出1种考虑荷电状态SOC(sta...为解决高渗透率区域电网存在转动惯量降低、系统调频能力下降、频率稳定性降低等问题,在储能调频的基础上,增加风电机组调频控制,通过分析风电渗透率δ对系统的影响,从减小电池损耗、延长储能寿命的角度出发,提出1种考虑荷电状态SOC(state-of-charge)和δ影响的自适应风储协同一次调频控制PFRC(primary frequency regulation control)策略。该控制策略由考虑SOC和调频死区的储能自适应PFRC和考虑δ的风电自适应PFRC策略协同配合,能够有效提高系统稳定性和电网调频效果。在阶跃扰动下频率的跌落最低点由0.33变为0.07,连续负荷扰动下所提控制策略与单一储能调频相比,频率质量由3.966变为1.676,SOC质量由0.06407变为0.01648,储能SOC变化更加平缓,能够节省储能容量的配置,减小储能单元的损耗,相对于单一储能调频能够达到更好的调频效果,维持系统稳定运行。最后通过在MATLAB/Simulink中搭建区域电网模型,验证控制策略的有效性。展开更多
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
文摘为解决高渗透率区域电网存在转动惯量降低、系统调频能力下降、频率稳定性降低等问题,在储能调频的基础上,增加风电机组调频控制,通过分析风电渗透率δ对系统的影响,从减小电池损耗、延长储能寿命的角度出发,提出1种考虑荷电状态SOC(state-of-charge)和δ影响的自适应风储协同一次调频控制PFRC(primary frequency regulation control)策略。该控制策略由考虑SOC和调频死区的储能自适应PFRC和考虑δ的风电自适应PFRC策略协同配合,能够有效提高系统稳定性和电网调频效果。在阶跃扰动下频率的跌落最低点由0.33变为0.07,连续负荷扰动下所提控制策略与单一储能调频相比,频率质量由3.966变为1.676,SOC质量由0.06407变为0.01648,储能SOC变化更加平缓,能够节省储能容量的配置,减小储能单元的损耗,相对于单一储能调频能够达到更好的调频效果,维持系统稳定运行。最后通过在MATLAB/Simulink中搭建区域电网模型,验证控制策略的有效性。
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。
