SSB蓄电池基于蓄电池储能优化及荷电状态均衡的直流微电网控制研究

SSB蓄电池基于蓄电池储能优化及荷电状态均衡的直流微电网控制研究

自动配电网中分布式动力的合理装备是电网体系得以经济、可靠运转的重要要素。现建立了日前多时段优化模型，考虑了微型燃气轮机、光伏发电、风力发电等间歇性分布式发电及蓄电池储能在自动配电网中有功—无功功率的出力特性。因为优化装备模型触及非线性潮流模型以及蓄电池状况切换的整数变量，所以难以快速准确地求解该优化装备问题。

要害词：蓄电池储能；直流微电网

中图分类号：HG381文献标识码：A

导言

跟着年代的开展和社会的进步，我国经济、政治、科技、电力等许多专业范畴和社会元素都发生了必定改动，特别是关于现如今经济开展和人们生产生活来说，电力动力持久以来支撑是极为要害的。经济开展中，电力动力和电力工程方面支撑非常要害，跟着电动汽车和直流充电桩的广泛使用，未来直流微电网建造运营至关重要，其本身结构和组成方面直接影响着其运营效益和操控战略，要有用剖析。

1体系结构及作业原理

1.1直流配电网体系的结构

图１为直流配电网体系的结构图。直流配电网体系由多个蓄电池储能单元、超级电容器以及独立光伏、风力供电体系组成。其间光伏电池板、蓄电池和超级电容经过ＤＣ／ＤＣ变换器与直流母线相衔接，风力发电经过ＡＣ／ＤＣ整流器衔接至直流母线。经过将多个蓄电池储能单元并联，可有用缓解单个蓄电池单元接入电网体系时因其内部串并联多个蓄电池形成的双向ＤＣ／ＤＣ变换器容量较大的问题。此种方法可有用下降直流配网体系成本，增强蓄电池储能单元作业稳定性，便于容量扩展。在蓄电池作业过程中，各组蓄电池单元依据ＳＯＣ余量来改动其充放电功率，使各蓄电池储能单元ＳＯＣ以及输出输入功率趋于一致。伦振坚,胡轲,郭金川,郭芳.微电网中电池储能体系的容量优化装备方法研讨[J].南边动力建造,2015,2(S1):5-9.

图１中ＰＰＶ为光伏电池板输出功率，ＰＷＧ为风机输出功率，Ｐｓｃ为超级电容器输入输出功率，Ｐｂａｔ，１、Ｐｂａｔ，２为两组蓄电池储能输入输出功率，Ｐｌｏａｄ为负载输入功率。本储能体系中依据蓄电池储能实践需求，选取蓄电池储能单元个数为２个。

1.2储能体系的作业原理

由图１可看出直流配电网体系功率平衡方程为：ＰＰＶ＋ＰＷＧ－Ｐｌｏａｄ＝Ｐｂａｔ，１＋Ｐｂａｔ，２＋Ｐｓｃ（１）当光伏供电与风力供电满意体系平衡方程时，直流母线电压Ｕｄｃ保持稳定。体系中缺额功率需蓄电池单元与超级电容储能单元共同供给，经过低通滤波器ＬＰＦ对体系缺额功率进行滤波，得到蓄电池功率参考值Ｐｂａｔ，ｒｅｆ，剩下的高频率功率由超级电容补偿。图２为直流配电网功率平衡操控框图。

2分布式电源的优化装备模型

2.1方针函数

配电网中DG优化装备是在配电网满意体系安全运转束缚的前提下，经过调理各个可控DG的发出功率，完成配电网在最优方针的场景下运转。DG一般就近装置于用户侧，能缓解主网的输送电压力，并在必定程度上减少网损。由此，令本文的方针函数为体系有功损耗最小：minTΣt=1nΣi=1Pi，t（1）式中，T为优化时段总数；n为体系中节点数量；Pi,t为节点i在t时段注入的有功功率。本文求解的是多时段的网损总和，而非单一时刻断面，能有用反映储能体系在含DG的配电网中的优化装备效果。

2.2束缚条件

体系潮流束缚：Pi，t=PGi，t-PLi，t=GiiVi，t2+ΣtΣjVi，tVj，（tGijcosθij+Bijsinθij）Qi，t=QGi，t-QLi，t=-BiiVi，t2-ΣtΣjVi，tVj，（tBijcosθij-GijsinθijΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣΣ）（2）式中，PGi,t，QGi,t为DG在时段t节点i的有功功率；PLi,t，QLi,t为时段t节点i的负荷需求；Vi,t为时段t节点i的电压水平；Gij、Bij、θij为体系拓扑参数。体系运转安全束缚：Vi，min≤Vi，t≤Vi，max（3）Iij，t2=（Gij，t2+Bij，t2）（Vi，t2+Vj，t2-2Vi，tVj，tcosθij）≤Iij，max2（4）式中，Vi,min、Vi,max为节点i的电压幅值；Iij,，t为时段t线路ij经过的电流幅值；Iij，max为线路ij的最大答应经过电流幅值。DG出力约束及容量约束：PGi，min≤PGi，t≤PGi，max≤QGi，min≤QGi，t≤QGi，max（5）PGi，t2+QGi，t2≤SGi，max2（6）式中，PGi,max、PGi,min为DG有功出力的上下限；QGi,max、QGi,min为DG无功出力的上下限；SGi,max为DG的容量最大值。自动配电网能关于小幅度的负荷及间歇式功率动摇做出实时响应，以批改实践负荷曲线及间歇式动力发电出力曲线与猜测曲线的偏差，缓解功率动摇。邢杰,王娟娟,赵闻蕾.考虑储能优化操控战略下的储能装置容量优化研讨[J].电器与能效办理技能,2016(24):60-65.

3功率分层的直流微电网和谐操控战略剖析

3.1动力办理和谐操控剖析

动力办理是全体体系中相对要害、相对重要一部分，其本身办理价值和操控意义非同寻常。一般在正常状况下，直流微电网并网运转，而当公共电网出现毛病之后，该类部分与公共电网断开进入孤岛运转状况。正因如此，其本身运转是具有着必定复杂性的，特别关于该类体系来说，其本身有并网、孤岛、并网转孤岛、孤岛转并网四种运转状况，每种状况都是具有着本身特色和本身价值。要充沛考虑到四个状况不同需求和不同特色，提出适用于各个状况的功率分层直流微电网和谐操控，依据净负荷改变来改动全体运转状况，然后完成各个单元方面综合平衡状况。总的来说，该类部分内容本身具有着必定多维度复杂性，特别触及到四种状况不同运转需求、不同运转特色，其本身全体复杂性和意义性非同寻常，和谐操控重要性也可见一斑。需要充沛将一切部分和一切状况进行必定联络和平衡，然后进一步完成和谐操控，将其本身各个运转状况进行有用提高。别的一方面，在这一过程中，经过孤岛检测等方面内容，也能够完成全体变换器操控，然后有用提高实践作业价值和实践作业有用性。周志兵,程王峰,朱文慧.微电网中储能体系的建模与操控战略研讨[J].电子测试,2017(22):102-103+92.

3.2功率分层和谐操控剖析

功率分层本身适用状况较为广泛，特别适用于直流微电网各个运转状况，不同运转状况都能够有用进行使用，其本身临界值等方面状况也能够依据体系运转状况、装备容量等相关数据信息进行必定调整，然后提高其本身实践运转和运作有用性，完成协同操控，让其本身操控有用性进行必定程度提高。实践操作过程中，因为该类体系本身作业状况等方面内容具有着必定特殊性，实践作业往往也面临着许多检测和许多方面影响，所以要充沛将一切影响要素和不同状况都考虑到其间，尽可能减少其本身综合影响要素，将一切方案尽可能和谐优化。特别在并网状况运转过程中，其本身净负荷小于蓄电池最小充放电功率，所以在运转过程中，为了进一步提高蓄电池使用寿命，就需要将其储能变换器运转在待机状况。由此可见，在全体运转操作过程中，和谐操控及功率分层极为要害、极为重要一部分内容就是在于，要充沛将其相关影响要素降至最低，将相关作业有用性进行明显提高，让其本身作业状况等方面内容能够自在有用切换。而当体系净负荷为正时，并网变换器作业在逆变状况，在不断改变过程中，明显令其本身综合作业价值进行提高，将相关影响要素降至最低，提高使用寿命和作业效率。