风光储联合并网发电系统中电池储能单元的平滑控制策略研究

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1、分类号TK89密级UDC编号上海电机学院硕士学位论文风光储联合并网发电系统中电池储能单元的平滑控制策略研究ResearchontheSmoothingControloftheBatteryEnergyStorageSysteminWind-Solar-BatteryHybridPowerSystem硕士研究生：苏强强学号：126001010105校内导师徐余法教授企业导师禹华军高级工程师工程领域电气工程申请学位工程硕士所在单位电气学院答辩日期2015年01月19日授予学位单位上海电机学院上海电机学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学

2、位论文《风光储联合并网发电系统中电池储能单元的平滑控制策略研究》，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海电机学院硕士学位论文风光储联合并网发电系统中电池储能单元平滑控制策略研究摘要风能和太阳能等可再生能源的开发与利用是解决当今社会能源危机和环境问题的重要途径，但这种可再生的间歇性电源的出力极易受到自然资源

3、的影响，这就造成了它们的有功出力具有间歇性、波动性和不可控性的特点，当这种以间歇性能源为主的新能源大规模并网运行时，其功率的波动势必会给电网的运行造成很大的影响。如何有效地平抑风电和光伏发电输出功率的波动，改善其并网运行的特性，是目前一项重要的研究课题。其中，配置储能系统是解决这个问题的有效手段之一。在大规模的间歇式电源中，配置适当容量的储能电池，运用合理的控制策略，可以有效平抑间歇式电源出力的波动，提高电能质量。本文着眼于风光储联合并网发电系统中利用电池储能系统平抑风力发电和光伏发电的输出功率的波动，其主要的研究内容如下：首先，分析风能和

4、太阳能等间隙性能源接入电网后，对电网稳定性的影响，建立了风力发电系统、光伏发电系统以及基于全矾液流电池储能系统的出力模型，为建立系统仿真模型以及分析平滑控制策略奠定了理论基础。其次，在分析传统的基于低通滤波原理的平滑控制策略的基础上，给出了平滑时间常数和储能容量配置的方法，并针对传统的基于低通滤波的平滑控制策略存在的问题，提出了基于SOC可变时间常数的平滑控制策略，充分考虑了储能电池的SOC，避免了电池的过充与过放。另外，还利用模糊控制算法设计了SOC主动调节控制器，能够使储能电池的SOC在处于极端状态时快速地恢复到合理的范围，提高了储能电

5、池的使用寿命。I上海电机学院硕士学位论文最后，建立了风光储联合并网发电系统的仿真模型，对本文提出的基于SOC可变时间常数的平滑控制策略和基于模糊控制的SOC主动调节控制进行了仿真分析。仿真结果表明，本文提出的控制策略能更好地平滑风电和光伏发电系统输出功率的波动，并能较好的维持储能系统SOC处于合理的范围。关键词：风光储、电池储能、平滑控制、SOC自动调整、低通滤波II上海电机学院硕士学位论文RESEARCHONTHESMOOTHINGCONTROLOFTHEBATTERYENERGYSTORAGESYSTEMINWIND-SOLAR-BAT

6、TERYHYBRIDPOWERSYSTEMABSTRACTTheexploitationofwindandsolarenergybecomesmoreandmorecentraltosolvethesocialenergycrisisandtheenvironmentpollution.However,theintermittentenergysources,suchaswindpowerandsolarenergyareeasilyaffectedbythenaturalpowerwhichisveryintermittent,fluct

7、uantanduncontrollable.Whensuchsourcesinlargescaleareconnectedwiththegrid,thefluctuationofpowerwilldoalotofdamage.Tosolvethisissue,theBatteryEnergyStorageSystem(BESS)isintroducedtosmooththeoutputpowerofthehybridsystem,calledWind-Solar-BatteryHybridSystem(WSBHS).Thismethodca

8、nimprovethepowerqualityandreducethefluctuationiftherightsmoothingcontrolstrategyiscarried