【摘 要】
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随着经济的高速发展,化石燃料的存量越来越难以支撑日益增长的社会需求,同时,由于大气污染与全球变暖等严峻的环境问题,探索可靠高效的新能源发电方式变得越来越迫切。在众多可再生能源中,风能是目前技术最为成熟,应用最为广泛的可再生能源,但由于风电功率的随机性和波动性,大规模风电并网下电网稳定运行面临挑战,储能控制技术是平抑功率波动,提高风电并网运行经济性与安全性的有效途径。由于风储微电网中风电和负荷的不确
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随着经济的高速发展,化石燃料的存量越来越难以支撑日益增长的社会需求,同时,由于大气污染与全球变暖等严峻的环境问题,探索可靠高效的新能源发电方式变得越来越迫切。在众多可再生能源中,风能是目前技术最为成熟,应用最为广泛的可再生能源,但由于风电功率的随机性和波动性,大规模风电并网下电网稳定运行面临挑战,储能控制技术是平抑功率波动,提高风电并网运行经济性与安全性的有效途径。由于风储微电网中风电和负荷的不确定性,以及储能充放电特性,为此,论文重点开展储能VSG控制及兼顾储能电池寿命的风储微电网能量管理研究,对于实现负荷与电源的实时平衡和可再生能源的高效利用,无疑具有重要的理论研究意义和工程应用价值。首先,针对风储微电网系统的储能子系统,为了使并网运行的风储微电网系统具有同步发电机的惯性和阻尼特性,同时攻克其存在的并网输出功率耦合的技术瓶颈,提出一种集成自适应虚拟惯量和阻尼以及功率解耦的虚拟同步发电机(VSG)控制,旨在并网功率或并网频率发生扰动时,可藉由虚拟惯量和阻尼自适应调整抑制频率波动,同时藉由所提出的新型VSG控制拥有良好的并网输出功率解耦控制能力。其次,针对风储微电网系统中储能电池的能量管理(又称电池荷电状态SOC管理),设置可自适应调整的最大充放电功率限制的控制策略,根据所提出的储能VSG控制,提出自适应最大充放电功率限制的储能能量管理,旨在延长储能电池寿命。随后,遵循保证风储微电网实时功率平衡和重要负载不断电以及经济安全运行的设计原则,制定风储微电网的能量管理策略,旨在实现风储微电网系统实现经济、安全、高效运行。最后,针对所提出的集成储能新型VSG控制及储能SOC管理的风储微电网能量管理系统,先利用MATLAB软件搭建系统的Simulink仿真模型,利用Lab VIEW搭建了并网运行风储微电网的能量管理系统,并采用SIT工具包实现Lab VIEW对Simulink仿真模型的实时控制,实现Simulink/Lab VIEW混合编程和系统联合仿真,再基于OP5600的RT-Lab对所提出的风储微电网能量管理系统开展硬件在环测试,证实所提出的风储微电网能量管理系统的高效性和实用性。
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