蓄电池组SOC在线检测及其在光储协调控制中的应用

摘要

随着煤炭能源的短缺和大气污染的加剧，由可再生能源组成的微网成为了现今电力行业发展的一个主要方向。储能系统是微网的一个重要组成部分，而蓄电池是储能系统中的核心设备，因此蓄电池自身制造工艺以及成组应用技术已成为推动微网发展的关键因素。蓄电池剩余电量（SOC）是电池管理系统的核心，是反映电池组工作状态的主要参数，该参数是为储能系统控制策略提供判断依据。
　　本文首先以蓄电池通用数学模型为基础给出了蓄电池的等效电路，通过对蓄电池进行充放电实验确定了电路参数，建立了基于状态观测器的蓄电池SOC模型。
　　然后，分析了低通滤波器平抑光伏功率波动的原理，针对光伏输出功率信号进行傅里叶分析得出需要补偿的功率范围，为了在不同的 SOC条件下将其控制在理想的范围内，合理调整了低通滤波器的滤波时间常数；为防止蓄电池充电过电压，根据蓄电池的极化现象，提出了低通滤波器平抑控制和恒压控制平滑切换的控制策略，起到了蓄电池组的保护作用。
　　最后，基于蓄电池的充放电实验，搭建了相应的测试控制系统；该系统使用双向 DC/DC做为蓄电池的控制器并与光伏发电系统组成光储协调控制，实现了平抑光伏功率波动。

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第1章 绪论

1.1研究背景及其意义

1.2国内外研究现状及发展动态

1.3本文的主要工作

第2章 蓄电池特性的研究

2.1铅酸电池工作原理

2.2蓄电池性能参数

2.3 SOC的定义

2.4影响SOC的因素

2.5本章小结

第3章 基于状态观测器的蓄电池组SOC估计

3.1蓄电池数学模型的建立

3.2模型参数辨识

3.3基于状态观测器的蓄电池组SOC估算

3.4实验验证

3.5本章小结

第4章 蓄电池组平抑光伏功率波动的研究

4.1光伏输出功率信号的分析

4.2基于低通滤波器的平抑光伏波动的控制方法

4.3运用SOC优化低通滤波控制算法

4.4基于蓄电池电压反馈的控制算法

4.5储能系统双向DC/DC变换器的控制策略

4.6基于PXI的实时系统仿真

4.7本章小结

第5章 平台搭建与实验结果

5.1充放电测试平台

5.2光储协调控制系统

5.3本章小结

第6章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读硕士硕士学位期间发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢