光储联合系统的混合储能控制策略研究
这是一篇关于光储联合系统,混合储能,功率分配,荷电状态,模糊控制的论文, 主要内容为随着"碳达峰,碳中和"目标的提出,我国能源结构正在持续转型,光伏能源在能源消费结构方面的占比逐年升高。由于光伏能源具有波动性,随机性等特点,在高比例开发利用清洁能源的同时,也要保证高水平消纳、更要保障电力系统的稳定可靠,从而实现可再生能源的高质量发展。本文将光伏发电系统与混合储能系统整合,通过控制混合储能系统充放实现平抑光伏并网功率波动。本文以光储联合系统为对象,选择铅酸蓄电池与超级电容器组合成混合储能系统,围绕混合储能控制、储能器件能量协调分配等问题,开展了论文的研究工作,本论文主要的研究内容如下:首先构建了光储联合系统的拓扑结构,分析了系统内光伏发电单元、蓄电池、超级电容器等效电路模型,基于Simulink平台搭建仿真模型,分析了光伏的功率输出特性曲线,研究了DC/DC变换器的工作模式和并网运行时DC/AC逆变器的运行原理。其次采用低通滤波器将光伏并网出力偏差进行功率分频,设计了铅酸蓄电池和超级电容器的功率分配策略。考虑到混合储能系统中的各个储能元件过充或者过放会损害电池寿命,引入模糊控制对储能元件的荷电状态进行反馈优化控制,实现对储能元件容量限值管理的目的。最后通过改进模糊逻辑控制器规则,修正低通滤波器截止频率,使超级电容器和蓄电池分别对高频区和低频区进行补偿修正,实现混合储能装置在放电和充电时能量的协调分配。仿真结果验证了低通滤波器-模糊控制策略的有效性。优化后的模糊控制对于光储联合系统跟踪电网调度指令的精度有所提高,同时减少了储能充放电时的电压、电流波动,对实际光储出力跟踪调度指令具有一定的指导意义。
太阳能无人机能源管理系统控制策略研究
这是一篇关于太阳能无人机,阻抗建模,小信号稳定性,混合储能,功率分配的论文, 主要内容为太阳能无人机因具有滞空时间长、综合费效比高及部署维护简便等优势,成为各国争相布局的科技产业新高地。能源系统作为太阳能无人机供能的“心脏”部分,其管理策略优化、电能质量提升、储能寿命延长等方面均面临巨大挑战,成为本领域研究热点之一。因此本文将对能源管理系统的功率分配策略及系统级稳定性分析进行深入研究。在对能源系统中光伏阵列、储能电池、航电设备、动力电机及相应接口变换器等组成单元建立数学模型的基础上,针对各单元不同的运行特点,设计直流母线电压分层控制策略,并基于状态空间平均法推导各接口变换器在不同运行模态下的阻抗模型,为后续系统级稳定性分析打下基础。围绕能源系统电能质量问题,以各单元等效阻抗模型为切入点,研究微源和负荷扰动对母线电压的作用机理。基于外界条件的不同划分系统运行工况,分析对应微源和负载的阻抗频率特性,进而评估母线电压稳定裕度。归纳系统稳定性影响因素,分析母线电压高低频振荡与负载阻抗及变换器下垂系数间的关系。鉴于虚拟电阻下垂控制的应用局限,提出虚拟阻容下垂控制策略。基于该策略的功率分配特性,使超级电容承担高频大倍率充放电功率,延长锂离子电池使用寿命,降低微源输出阻抗,进而有效增强母线电压惯性并保证系统稳定。最后,搭建RT Box半实物仿真平台对本文所提方法进行充分验证,实验结果表明论文理论分析与仿真工作的正确性。
光储联合系统的混合储能控制策略研究
这是一篇关于光储联合系统,混合储能,功率分配,荷电状态,模糊控制的论文, 主要内容为随着"碳达峰,碳中和"目标的提出,我国能源结构正在持续转型,光伏能源在能源消费结构方面的占比逐年升高。由于光伏能源具有波动性,随机性等特点,在高比例开发利用清洁能源的同时,也要保证高水平消纳、更要保障电力系统的稳定可靠,从而实现可再生能源的高质量发展。本文将光伏发电系统与混合储能系统整合,通过控制混合储能系统充放实现平抑光伏并网功率波动。本文以光储联合系统为对象,选择铅酸蓄电池与超级电容器组合成混合储能系统,围绕混合储能控制、储能器件能量协调分配等问题,开展了论文的研究工作,本论文主要的研究内容如下:首先构建了光储联合系统的拓扑结构,分析了系统内光伏发电单元、蓄电池、超级电容器等效电路模型,基于Simulink平台搭建仿真模型,分析了光伏的功率输出特性曲线,研究了DC/DC变换器的工作模式和并网运行时DC/AC逆变器的运行原理。其次采用低通滤波器将光伏并网出力偏差进行功率分频,设计了铅酸蓄电池和超级电容器的功率分配策略。考虑到混合储能系统中的各个储能元件过充或者过放会损害电池寿命,引入模糊控制对储能元件的荷电状态进行反馈优化控制,实现对储能元件容量限值管理的目的。最后通过改进模糊逻辑控制器规则,修正低通滤波器截止频率,使超级电容器和蓄电池分别对高频区和低频区进行补偿修正,实现混合储能装置在放电和充电时能量的协调分配。仿真结果验证了低通滤波器-模糊控制策略的有效性。优化后的模糊控制对于光储联合系统跟踪电网调度指令的精度有所提高,同时减少了储能充放电时的电压、电流波动,对实际光储出力跟踪调度指令具有一定的指导意义。
太阳能无人机能源管理系统控制策略研究
这是一篇关于太阳能无人机,阻抗建模,小信号稳定性,混合储能,功率分配的论文, 主要内容为太阳能无人机因具有滞空时间长、综合费效比高及部署维护简便等优势,成为各国争相布局的科技产业新高地。能源系统作为太阳能无人机供能的“心脏”部分,其管理策略优化、电能质量提升、储能寿命延长等方面均面临巨大挑战,成为本领域研究热点之一。因此本文将对能源管理系统的功率分配策略及系统级稳定性分析进行深入研究。在对能源系统中光伏阵列、储能电池、航电设备、动力电机及相应接口变换器等组成单元建立数学模型的基础上,针对各单元不同的运行特点,设计直流母线电压分层控制策略,并基于状态空间平均法推导各接口变换器在不同运行模态下的阻抗模型,为后续系统级稳定性分析打下基础。围绕能源系统电能质量问题,以各单元等效阻抗模型为切入点,研究微源和负荷扰动对母线电压的作用机理。基于外界条件的不同划分系统运行工况,分析对应微源和负载的阻抗频率特性,进而评估母线电压稳定裕度。归纳系统稳定性影响因素,分析母线电压高低频振荡与负载阻抗及变换器下垂系数间的关系。鉴于虚拟电阻下垂控制的应用局限,提出虚拟阻容下垂控制策略。基于该策略的功率分配特性,使超级电容承担高频大倍率充放电功率,延长锂离子电池使用寿命,降低微源输出阻抗,进而有效增强母线电压惯性并保证系统稳定。最后,搭建RT Box半实物仿真平台对本文所提方法进行充分验证,实验结果表明论文理论分析与仿真工作的正确性。
铁路自洽能源系统设计方法及容量配置优化
这是一篇关于铁路自洽能源系统,光伏发电,混合储能,容量配置,牵引供电的论文, 主要内容为随着我国铁路的迅猛发展,其铁路用能尤其是牵引用能在大幅上升,牵引领域低碳技术的创新逐渐成为铁路系统碳达峰碳中和目标实施的关键。可再生的清洁能源的利用在“双碳”目标的实施中占据重要地位。光伏发电系统是铁路目前清洁能源利用的主要形式之一,但光伏系统发电量占铁路整体自用电比例较低,未能实现理想的经济效益和节能降碳效果。本文对铁路自洽能源系统进行优化设计,包括开展适用于该系统的拓扑结构分析、相关设计方案、容量配置优化、设计软件实现等研究工作,为进一步促进绿色低碳技术在铁路系统的实际应用提供理论依据和技术支撑。首先,分析了在“双碳”目标下铁路自洽能源系统的可发展空间,对比风、水等可再生能源的发电特点,以确定光伏发电在铁路牵引供电系统的适用性,对光伏-储能的接入方式进行了探讨,最后确定了铁路自洽能源系统的拓扑结构及设计原则,为铁路自洽能源系统的设计优化奠定基础。其次,通过明确设计目标,基于拓扑结构和设计原则确定了适合铁路自洽能源系统的设计规范及设计步骤。考虑到光伏的随机性出力,提出了并网处理方法以及同时考虑了混合储能系统应对平抑光伏波动的能力。最后根据系统运行特点,确立了系统中主要部件的选型规则。然后,重点研究了铁路自洽能源系统设计的容量配置优化,考虑系统可靠性、能效性和经济性确立了容量配置优化模型,并提出了适用于求解优化变量相互耦合的多目标优化模型的考虑梯度的穷举法。然后以某牵引变电所的实际场景为算例,验证了本文提出的优化模型和算法的有效性和可行性。通过与经典粒子群算法的对比,验证了所提算法据有计算速度快、求解结果优的特点。最后,开发了基于C#语言和基于Visual Studio平台的铁路自洽能源系统设计软件。从工程应用角度分析了软件的功能需求,确定了软件框架的设计,实现了铁路自洽能源系统容量的优化配置,并通过算例验证了软件的有效性。
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