基于虚拟储能的直流配电网能量管理与运行控制研究

发布时间：2022-08-09 12:24

　　分布式能源接入直流微电网的运行控制技术近年来得到了快速发展,风能和太阳能等间歇性能源具有很强的随机性,始终是威胁系统安全稳定运行的一个重要因素。储能单元作为微电网中的一种特殊微电源,起着存储能量的作用,储能技术也是近年来被用作平抑功率波动最常用的方式。目前储能装置包括以蓄电池为主的能量型储能元件和以超级电容器为主的功能型储能元件,蓄电池与超级电容器组成的混合储能能够互补两者优势,同时具备大容量、大功率、使用寿命长等优点。主动负荷能够通过改变负荷大小以配合电力运营商的需求响应策略以获得经济效益,具有储能能力的主动负荷可与储能单元配合来平抑功率波动,可视为一种虚拟储能设备。本文首先分析了基于混合储能的直流微网结构,建立了风电机组、混合储能单元、联网换流器和主动负荷四个主要单元的数学模型。提出了经济最大化时的直流配电网能量管理模型,采用遗传算法对管理模型进行求解,得到系统最大收益时的功率分配。评估了异步电机的虚拟储能力,推导出其作为虚拟电容器所具备的两个重要参数:虚拟电容值和虚拟荷电状态,从经济性角度及响应速度分析了三类储能投入的优先级顺序;其次,提出了基于混合储能的荷电状态分区运行控制策略... 

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 直流配电网研究现状
        1.2.2 混合储能研究现状
        1.2.3 主动负荷与虚拟储能研究现状
    1.3 本文的主要工作
第2章 基于混合储能的直流微网结构
    2.1 直流微网结构
    2.2 风电机组建模与控制
    2.3 混合储能单元的建模与控制
        2.3.1 蓄电池的建模与控制
        2.3.2 超级电容器的建模与控制
    2.4 网侧数学模型
    2.5 负荷侧建模与控制
    2.6 本章小结
第3章 直流配电网能量运行管理策略
    3.1 直流配电网能量管理模型
    3.2 管理约束条件
    3.3 能量管理模型求解
    3.4 仿真分析
    3.5 本章小结
第4章 荷电状态分区控制策略
    4.1 主动负荷虚拟储能能力评估
    4.2 下垂控制和变频控制
    4.3 储能元件投入顺序及荷电状态分区
    4.4 联网运行模式下控制策略
    4.5 孤岛运行模式下控制策略
        4.5.1 超级电容器自由充放电区控制策略
        4.5.2 虚拟储能充放电区控制策略
        4.5.3 蓄电池充放电区控制策略
    4.6 仿真分析
        4.6.1 联网模式下运行结果
        4.6.2 虚拟储能充电投入运行结果
        4.6.3 虚拟储能放电投入运行结果
    4.7 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及科研工作
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]直流配电网运行控制策略分析及展望[J]. 李斌,刘海金,孔祥平,高磊,张伟鑫,关天一.  电力建设. 2018(11)
[2]主动配电网规划中的负荷预测与发电预测[J]. 牛显波.  山东工业技术. 2018(21)
[3]含电力电子变压器的交直流配电网电压不平衡优化抑制方法[J]. 董雷,张涛,蒲天骄,陈乃仕,孙英云.  电网技术. 2018(11)
[4]双极性直流微电网混合储能系统协调控制策略[J]. 张宋杰,秦文萍,任春光,韩肖清.  高电压技术. 2018(08)
[5]面向多端直流配电网的协调稳定控制研究[J]. 吴恒,吴家宏,刘千杰,陈玉峰.  供用电. 2018(08)
[6]双端直流配电网反时限电流方差保护方案[J]. 高仁栋,吴在军,范文超,窦晓波,胡敏强,吴文宣.  电网技术. 2018(09)
[7]面向直流配电网尾端功率变换的组合式直流变压器研究[J]. 刘闯,何达成,徐鑫哲.  电力自动化设备. 2018(07)
[8]基于分层优化的大容量混合储能系统能量管理策略[J]. 苏浩,张建成,王宁,郭伟.  高电压技术. 2018(04)
[9]考虑分时电价的主动配电网柔性负荷多目标优化控制[J]. 孙建军,张世泽,曾梦迪,朱凌一,査晓明.  电工技术学报. 2018(02)
[10]融合虚拟储能系统的楼宇微网模型预测调控方法[J]. 张风晓,靳小龙,穆云飞,贾宏杰,余晓丹,刘德田.  中国电机工程学报. 2018(15)



本文编号：3672553