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微电网中储能控制技术及优化配置的研究

卢洪堃  
【摘要】:作为一种可控电源,储能装置可以使得微电网中的能量保持平衡,进而保证微电网的正常运行。例如微网运行时,微电源的能量波动需要储能装置来平抑;微电网孤网运行时,光伏发电或风力发电这样的微电源都需要储能装置作为它们的参考电压源。鉴于储能装置在微网运行过程中的重要性,本文对储能装置在应用过程中所遇到的一些关键技术进行研究:本文首先对自抗扰技术(Active Disturbance Rejection Controller,ADRC)进行了介绍。对自抗扰技术的各个部分及相关工作原理和作用进行了详细地介绍和分析。在此基础上,了解到自抗扰技术在参数整定方面存在一些问题。然后根据对自抗扰技术的最新研究,介绍了参数整定工作相对简单的线性自抗扰控制技术(Linear Active Disturbance Rejection Controller,LADRC)。其次,主要是对储能装置中的能量变换器的控制的研究。在介绍了能量变换器的结构和工作原理后,对其进行了数学建模。同时分析了微电网处于孤网运行和并网运行时,储能装置分别采取的的控制策略,即PQ解耦控制策略和孤网V/f控制策略。在此基础上,分别在PQ解耦控制策略和孤网V/f控制策略中利用线性自抗扰技术对能量变换器进行控制。并在相同条件下与PID控制技术进行比较。结果表明线性自抗扰控制技术比PID控制技术具有更好的控制效果。最后,对微电网中储能容量的配置问题进行了研究。由于在微电网中,微电源发电与负荷的功率需求之间存在差异,所以需要储能装置将这种差异减小。基于对负荷特性分析,考虑到单一的储能方式不能满足工程要求,本文利用锂电池和超级电容这种混合储能解决这种问题,并且提出了混合储能总容量的求解办法。以混合储能系统的总成本为目标函数,给出了超级电容和锂电池间的容量和功率配比关系。


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