本文關鍵詞：電池儲能系統(tǒng)控制策略及容量配置的研究

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【摘要】：近幾年來風電裝機容量的增加,其間歇性帶來的風電波動給電網(wǎng)造成的影響會越來越明顯,新能源接入電網(wǎng)的迫切需求與電網(wǎng)有限的接納能力的矛盾也逐漸增加。儲能系統(tǒng)的開發(fā)和儲能技術的研究對于緩解風電波動和提高電網(wǎng)對新能源的接納能力起到了很大的幫助。針對這一現(xiàn)狀,本文分析了風電特性和進行了一定的分析,提出了分別基于單類型和多類型的儲能系統(tǒng)控制策略,并對儲能容量優(yōu)化配置方法進行了一定的分析,主要內容如下：首先,本章提出了分別基于單類型和多類型的儲能系統(tǒng)平滑風電波動的控制策略。第一種方法是單類型儲能電池平滑控制,基于EMD濾波分成高頻和低頻兩部分,低頻分量作為風電并網(wǎng)功率信號,高頻信號接入儲能系統(tǒng)吸收；使用平滑后風電波動率和儲能電池荷電狀態(tài)作為約束條件,利用模糊控制算法,自適應在線調整EMD濾波階數(shù),通過模糊自適應控制器,實現(xiàn)了更好平滑風電波動。仿真實例表明,該控制策略可以有效地降低風電并網(wǎng)波動率,避免儲能電池過充過放,穩(wěn)定儲能荷電狀態(tài)。另一種方法是利用能量型儲能電池和功率型儲能電池組成的混合儲能系統(tǒng)平抑風電輸出功率波動。根據(jù)經(jīng)驗模態(tài)分解的方法對風電功率信號進行分解得到若干個固有模態(tài)函數(shù),低頻部分作為風電并網(wǎng)功率,高頻部分作為儲能系統(tǒng)總功率,儲能系統(tǒng)總功率自適應分配給能量型電池和功率型電池,根據(jù)功率型電池和能量型電池儲能的荷電狀態(tài)進行自適應反饋修正功率值,功率型電池和能量型電池加以協(xié)調控制,滿足風電并網(wǎng)波動率的要求,同時避免儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)狀態(tài)發(fā)生越限情況。然后,本章采用經(jīng)驗模態(tài)分解方法,將儲能功率從頻域上進行劃分并分配給能量型電池和功率型電池,以儲能成本最小為約束,以修正系數(shù)作為模糊變量,建立模糊機會約束模型,并用于模糊模擬的遺傳算法求解。通過仿真算例得出了儲能電池和超級電容器系統(tǒng)的容量和功率,達到了儲能容量配置的要求,采用混合儲能系統(tǒng)可以滿足平滑風電功率波動的要求,同時充分發(fā)揮儲能電池和超級電容器的特性,將儲能電池和超級電容器的荷電狀態(tài)控制在合理范圍內,保證了儲能系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。最后,由于Matlab GUI軟件具有很強的交互性和靈活性,利用該平臺開發(fā)了用于電池儲能性能分析、儲能平滑控制、容量配置的軟件,通過編譯生成了可以執(zhí)行的文件,該軟件可以用于儲能系統(tǒng)平滑控制和容量配置的數(shù)據(jù)分析和處理工作。
【關鍵詞】：可再生能源 風電 儲能平滑 容量配置
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM614;TM912
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 課題的研究背景及意義10
• 1.2 國內外研究發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 儲能技術發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 儲能技術用于平抑風電功率波動11-12
• 1.2.3 儲能系統(tǒng)的容量配置方法12
• 1.3 本文的主要研究內容12-14
• 第2章 風力發(fā)電特性分析及儲能技術14-21
• 2.1 風力發(fā)電特性分析14-16
• 2.2 電池儲能特性分析16-19
• 2.2.1 儲能技術的分類16-18
• 2.2.2 儲能電池充放電原理18-19
• 2.2.3 儲能系統(tǒng)性能指標19
• 2.3 風儲聯(lián)合發(fā)電技術的關鍵技術19-20
• 2.4 本章小節(jié)20-21
• 第3章 基于模糊經(jīng)驗模態(tài)分解的電池儲能系統(tǒng)平滑風電出力控制策略21-32
• 3.1 風電功率信號的經(jīng)驗模態(tài)分解21-24
• 3.1.1 風電功率的頻譜分析21-22
• 3.1.2 經(jīng)驗模態(tài)分解(EMD)的基本步驟22-23
• 3.1.3 風電功率信號的EMD分解23-24
• 3.2 基于EMD的儲能技術在風電功率平滑中的應用24-28
• 3.2.1 風儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)結構24
• 3.2.2 基于變階EMD濾波的風電功率平滑24-26
• 3.2.3 模糊控制器的設計26-28
• 3.3 仿真分析28-31
• 3.4 本章小節(jié)31-32
• 第4章 考慮儲能荷電狀態(tài)反饋的多類型儲能系統(tǒng)協(xié)調優(yōu)化控制32-41
• 4.1 風儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)結構32-33
• 4.2 基于經(jīng)驗模態(tài)分解的風電功率平滑33
• 4.3 能量型電池和功率型電池的協(xié)調控制策略33-34
• 4.4 仿真結果34-39
• 4.5 本章小節(jié)39-41
• 第5章 基于經(jīng)驗模態(tài)分解和模糊機會約束的混合儲能容量配置方法41-49
• 5.1 系統(tǒng)結構41-42
• 5.2 混合儲能控制策略42-43
• 5.3 模糊機會約束規(guī)劃理論43-44
• 5.4 儲能優(yōu)化控制的數(shù)學模型44-45
• 5.4.1 功率修正系數(shù)作為模糊數(shù)44
• 5.4.2 模糊機會約束數(shù)學模型44-45
• 5.5 基于模糊模擬的遺傳算法求解45-46
• 5.6 算例分析46-48
• 5.7 本章小結48-49
• 第6章 基于MATLAB GUI的儲能系統(tǒng)應用軟件開發(fā)49-55
• 6.1 Matlab GUI簡介49-50
• 6.2 功能界面的實現(xiàn)50-54
• 6.2.1 功能界面的設計50-52
• 6.2.2 功能模塊的實現(xiàn)52-54
• 6.3 GUI文件的編譯54
• 6.4 本章小結54-55
• 第7章 結論與展望55-57
• 參考文獻57-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果60-61
• 致謝61

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