基于储能系统的用电优化及其控制器研究

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在能源结构调整的大背景下,以及终端用户对电能质量和供电可靠性要求的不断提升,传统的发电方式正在承受来自各方面的压力。能否稳定、可靠、持续的供电已成为评判电力系统是否适应经济发展的重要依据。为了紧跟绿色发展的步伐与提高发电稳定性,各国纷纷将智能电网作为发展的重要目标。与传统电网不同的是,智能电网中需要引入大量的新能源发电,促使电力系统向着发电形式多元化的方向发展。但新能源发电固有的随机性、间歇性、波动性等特点,为并网运行带来困难,毫无疑问,同时将储能技术引入其中势必会缓解这一瓶颈问题。本文首先介绍了我国坚强智能电网的提出、发展规划及所处阶段。针对目前主流的储能方式,详细介绍了其工作原理、优缺点、适用场合以及发展趋势。并介绍一种基于储能系统的电压稳定性实时监测方法以及用电负荷实时调控算法,进而达到用电优化的目的。接着介绍了在发电厂侧与终端用户侧配备储能设备的拓扑结构,建立了储能管理系统模型,并阐述了其工作原理。该系统采用超级电容器作为储能模块,通过仿真软件对超级电容器充电过程中的均压策略进行了详细分析,并介绍一种基于各单体本身作为均压元件的均压方式,并验证了该电路均压的快速性和有效性。最后通过带有PI(Proportion Integration)闭环控制的Boost-Buck电路实现了放电过程中的恒压输出。然后,对储能管理系统中控制器的整个工作过程进行了仿真分析。控制器作为核心器件有着显示信息、A/D转换(Analog-to-Digital Convert)、逆变升压等作用。通过模块化的仿真思想,根据运行方式进行编程并借助仿真软件搭建电路将各模块分别进行仿真,最后将各模块组合起来,进行控制器整体仿真分析,并达到了超级电容器自动充放电的目的。
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