微網中分布式儲能系統(tǒng)均衡控制策略研究.pdf

1、由于光伏和風電等分布式電源（Distributed Generation, DG）的出力間歇性及負載切換的隨機波動性會對網內電壓、頻率、供電可靠性等產生影響，這是目前亟需解決的技術難題。分布式儲能（Distributed Energy Storage System，DESS）因其控制簡單、傳輸損耗小、地理分布廣和靈活方便的特點，能有效減弱風、光等間歇性能源的出力波動性對系統(tǒng)的不利影響，提高清潔能源的滲透率，同時能滿足用戶在需求側的各種要

2、求。合理而有效的儲能控制策略不僅能提高電網運行經濟性和穩(wěn)定性，還能提高儲能系統(tǒng)運行效率和延長儲能系統(tǒng)使用壽命。因此，研究分布式儲能系統(tǒng)的運行控制方法對可再生能源的大規(guī)模利用而言具有重大意義。
　　由于在含分布式儲能的微網(Microgrid, MG)系統(tǒng)中，各分布式儲能單元在電池特性、硬件參數(shù)配置、初始運行狀態(tài)等存在差異，在充放電過程中，其剩余容量、充放電效率以及成本函數(shù)等自身特性方面也不一致，從而降低整個分布式儲能系統(tǒng)的功率分配

3、精度、增加系統(tǒng)有功損失以及縮短儲能單元的有效使用壽命。因此，圍繞這一問題，本文采用分布式控制方式，構建了含間歇性分布式電源和分布式儲能的微網控制框架結構，分別基于各分布式儲能單元的自身特性對網內各單元設計了相應的優(yōu)化控制策略。本文的主要研究內容包括：
　　（1）介紹了儲能裝置應用于微網不同場景下的作用，比較分析了儲能裝置接入微網兩種不同方式的優(yōu)缺點，并選取分布式接入方式作為本文的研究切入點；建立了蓄電池儲能的電路等效模型，分析設計

4、了蓄電池儲能系統(tǒng)雙向DC/DC變換器的充放電控制方式；在此基礎上，搭建了含分布式蓄電池儲能單元(Distributed Battery Energy Storage Unit, DBESU)的微電網系統(tǒng)控制框架結構，設計了基于分布式控制方式和分層控制理論的微網控制策略。
　?。?）針對各分布式儲能單元自身特性和初始運行狀態(tài)不一以及傳統(tǒng)下垂控制策略并未對基于儲能單元荷電狀態(tài)（State of Charge, SOC）的有功均分問題采

5、取措施，為了提高蓄電池組間的功率分配精度，有效均衡高SOC和低SOC狀態(tài)下儲能單元的利用率，本文提出了一種基于并聯(lián)DBESU間SOC和充放電效率的儲能均衡控制策略。該策略通過分布式控制方式，將各DBESU的SOC和充放電效率作為控制輸入量，實時調整其輸出功率，在滿足系統(tǒng)功率需求的同時實現(xiàn)功率均分及并聯(lián)儲能單元間SOC和效率差異均衡。在此基礎上，基于各儲能單元SOC設計了均衡影響因子，采用兩段法優(yōu)化并聯(lián)儲能單元間SOC差值均衡效果。最后建

6、立了Matlab/Simulink仿真模型，分析了所提控制策略對并聯(lián)DBESU間SOC差異均衡的效果。
　?。?）基于前文實現(xiàn)多個DBESU間SOC運行狀態(tài)一致的情況下，為了保證微網的經濟運行、進一步降低系統(tǒng)有功損失以及避免儲能單元在平抑分布式電源出力波動情況下出現(xiàn)過充過放，提出了一種基于分布式儲能單元SOC和等微增率準則的控制方法，通過等微增率準則將系統(tǒng)有功損失目標函數(shù)轉化并求解，然后將各分布式儲能單元SOC和微增率作為下垂控制