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分布式储能系统关键技术研究

【摘要】:分布式储能系统能够应用于电力系统的各个环节,具有广阔的应用前景和巨大的应用潜力,将在未来电网中发挥越来越重要的作用。总的来说,分布式储能系统目前仍处于工程应用的初始阶段,需要对其各种关键技术展开深入研究,为其推广应用奠定基础。本文通过构建含多种分布式储能系统与分布式电源的微电网实验系统,围绕分布式储能系统的建模、控制、效率分析、能量管理等展开研究,主要研究内容包括: (1)对多种典型分布式储能设备及其控制系统的模型进行总结,包括铅酸电池、锂电池、液流电池、超级电容、氢储能系统,以及飞轮储能等。针对分布式储能系统的特性,分析了不同模型的特点与适用范围,及其并网结构与控制原理。 (2)利用微电网实验系统展开多种分布式储能系统实验,结合实验结果分析了其模型参数的拟合方法。通过实验数据与仿真结果的对比,验证了所各种分布式储能系统仿真模型与参数辨识方法的有效性。 (3)提出一种适用于电力系统仿真的微型压缩空气储能系统的原动部分模型,包括转速控制器、阀门控制器、透平、储热单元与储气罐等部分。通过实验数据与仿真结果的对比验证了所提出的模型的有效性。 (4)通过理论推导与实验研究,分析了压缩空气储能系统与氢储能系统这两种能量型储能系统在充放电过程中各环节能量损失的主要原因,并通过计算和实验给出了各环节的效率。 (5)构建了由氢储能系统与锂电池组成的混合储能系统,提出了该混合储能系统应用于独立微电网时的能量管理策略,能够在保证氢储能系统效率与维持电池SOC在合理范围内的前提下,使混合储能系统在维持微电网电压频率稳定的同时,平滑微电网内光伏出力的波动。

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