復(fù)合儲(chǔ)能裝置的協(xié)調(diào)控制.pdf

1、隨著電網(wǎng)中分布式電源的日益增多，儲(chǔ)能技術(shù)在提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和改善電能質(zhì)量方面顯得越來(lái)越重要。儲(chǔ)能技術(shù)中能量型儲(chǔ)能元件（比如鉛酸電池）一般能量密度大、功率密度小;功率型儲(chǔ)能元件（比如超級(jí)電容）一般能量密度小、功率密度大，二者具有極強(qiáng)的互補(bǔ)性，因此復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)相比單一儲(chǔ)能系統(tǒng)將具有更多優(yōu)勢(shì)，其協(xié)調(diào)控制策略成為研究的熱點(diǎn)。與常規(guī)以主從控制為主的控制策略相比，本文主要研究了適用于具有分布式特點(diǎn)直流微電網(wǎng)的復(fù)合儲(chǔ)能裝置協(xié)調(diào)控制策略，使能量型和功率

2、型儲(chǔ)能裝置僅依靠自身本地信息即可正常運(yùn)行，具備“即插即用”功能，重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面對(duì)儲(chǔ)能裝置的并聯(lián)技術(shù)展開(kāi)研究。
　　(1)選取了合適的儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)、儲(chǔ)能元件的簡(jiǎn)化電路模型。闡述了雙向buck-boost變換器工作原理，分析了其模式切換過(guò)程、電壓和電流控制兩種典型控制的原理。
　　(2)針對(duì)儲(chǔ)能裝置的數(shù)學(xué)模型，對(duì)儲(chǔ)能元件和雙向變換器以boost方向進(jìn)行統(tǒng)一建模，推導(dǎo)儲(chǔ)能裝置各開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)，建立開(kāi)環(huán)小信號(hào)模型。分析了電流-電壓(I

3、-U)下垂控制和電壓-電流(U-I)下垂控制的原理和兩種下垂控制間輸出特性等效時(shí)各參數(shù)關(guān)系，推導(dǎo)了I-U下垂中電流可近似采用電感側(cè)電流進(jìn)行下垂控制的數(shù)學(xué)依據(jù)，提出了采用下垂控制實(shí)現(xiàn)復(fù)合儲(chǔ)能的研究思路。
　　(3)提出一種基于I-U下垂控制的改進(jìn)并聯(lián)控制策略。能量型部分下垂控制中引入虛擬電感控制，減少其響應(yīng)的高頻功率;功率型部分下垂控制中引入電流前饋控制，提高其高頻功率響應(yīng)能力。深入分析了兩種控制的工作原理，推導(dǎo)各自閉環(huán)輸出阻抗。根

4、據(jù)輸出阻抗伯德圖，詳細(xì)分析了虛擬電感和電流前饋等對(duì)儲(chǔ)能裝置響應(yīng)特性的影響原理，得到參數(shù)選取原則。最后，提出了復(fù)合儲(chǔ)能裝置協(xié)調(diào)控制策略整體參數(shù)的選取思路。
　　(4)提出另一種基于U-I下垂控制的并聯(lián)控制策略。能量型部分下垂控制中引入慣性環(huán)節(jié)，使控制的更穩(wěn)定;功率型部分采用電壓變化率-電流（U'-I)下垂控制，同時(shí)也引入慣性環(huán)節(jié)，使控制更穩(wěn)定。深入分析了兩種控制的工作原理，推導(dǎo)各自閉環(huán)輸出阻抗。根據(jù)輸出阻抗伯德圖，詳細(xì)分析了虛擬電導(dǎo)