微电网复合储能优化调度研究

摘要

基于电力电子技术、分布式发电技术和储能技术的微电网技术能够整合分布式发电的各项优势，方便可再生能源的接入，协调分布式电源与大电网间的矛盾，而成为大电网的有益补充。由于微电网微源出力不定，为最大限度地提高再生能源利用率，并保证微网安全稳定的运行，对于微电网能量优化调度策略研究显得非常重要。
　　本文首先设计风光储微网结构，并对风力发电、光伏发电、蓄电池和超级电容四个能量单元的输出特性进行分析，在Matlab平台中搭建模型，为系统功率调度优化策略奠定理论基础。
　　其次，对于孤岛运行的基于混合储能的风光互补微电网系统的功率分配方面进行优化研究。提出了基于蓄电池分组的蓄电池与超级电容混和储能的能量管理策略，超级电容承担变化幅度较大的功率，而蓄电池则承担波动较为平缓的差额功率，并对于蓄电池系统采用分组管理策略，不同组蓄电池按照充放电优先级工作的方式相互协调配合，优化储能能量管理，并对系统提出相应的控制策略，本文利用Matlab/Simulink搭建风光储微网仿真模型对所提出的能量管理策略进行验证，仿真结果表明该方法控制方案能保证系统的稳定运行，并且采用蓄电池分组控制方案能有效的延长其使用寿命。
　　最后，对并网状态下的风光储微电网系统的能量调度策略进行研究。先对于混合储能系统进行简化，忽略超级电容的使用成本，将储能系统等效为蓄电池。根据不同时间尺度提出日前调度策略和日内调度策略。在建立微电网日前优化调度模型的基础上，基于可再生能源的超短期功率预测信息进行日内调度。在日内调度中，使用有限时间窗内的基于MPC的滚动优化调度方法。该方法既考虑了日内联络线功率跟踪日前计划值的需求，从而确保日内储能SOC跟踪日前计划值的需求，从而能保证储能系统在日内调度中发挥“削峰填谷”作用，且能满足日运行能量平衡。通过具体算例仿真验证，说明所提调度方案的有效性和优越性。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题选题背景

1.2混合储能系统的特点及研究现状

1.3微电网能量管理优化调度国内外发展现状

1.4 论文主要工作

2.1 风光储微网结构与能流模型

2.2风力发电系统

2.3 光伏电池模型

2.4储能元件建模

2.5 小结

3.1独立运行的风光储微电网系统功率分配

3.2蓄电池组能量管理

3.3 复合储能充放电控制策略

3.4 交流侧三相逆变器控制仿真

3.5 孤岛运行下的混合储能风光微网仿真分析

3.6 小结

4 并网运行时风光储微网系统优化调度

4.1 不同时间尺度下的优化调度

4.2 算例分析

4.3 日前优化调度结果分析

4.4 日内滚动优化调度结果分析

4.5 小结

5结论与展望

参考文献

后记

附录：攻读硕士学位期间发表的部分学术论著