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通过智能混合储能插拔模块提升独立光伏发电系统的电池寿命
摘要: 独立光伏发电系统是农村电气化可行的解决方案之一。然而,由于太阳能的间歇性特性以及小负载规模导致的显著需求波动,需要储能设备来确保供电质量和可靠性。铅酸蓄电池组虽相比其他储能设备寿命特性较差、使用年限较短,但仍被广泛用于此类系统中作为中间缓冲,以补偿发电与需求之间的功率不匹配。大多数充电控制器仅提供基本的电池充电功能,防止蓄电池组过充和深度放电,而频繁充放电转换、高倍率放电和浪涌功率等其他显著老化因素往往被忽视。本文提出一种智能混合储能即插???,旨在通过缓解电流波动和浪涌电流等限制寿命的因素,延长独立光伏-电池系统中铅酸电池的使用寿命。该??樯杓莆床迨剑芍苯佑τ糜谝寻沧暗亩懒⒐夥?电池系统的现有基础设施中。利用马来西亚砂拉越某农村社区的实际太阳辐照数据和预估负载曲线,在Matlab Simulink中对所提即插??榛航獾绯赜αΦ挠行越蟹抡妗Mü醣裙夥?电池系统对仿真结果进行实验验证,并采用电池健康成本函数定量评估缓解电池应力的效果,同时分析和讨论了整体电池成本的降低情况。
关键词: 可再生能源,混合储能系统,光伏,超级电容器,铅酸电池,锂离子电池
更新于2025-09-23 15:23:52
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光伏/混合储能交流微电网孤岛运行时的能量管理与协调控制策略
摘要: 针对含电池与超级电容(SC)混合储能系统(HESS)的孤岛交流微电网,提出一种能量管理控制策略。根据电池荷电状态(SOC),光伏(PV)系统可在最大功率点跟踪(MPPT)模式与负载功率跟踪(LPT)模式间切换以防止电池过充;同时采用切负荷控制(LSC)避免电池过放。通过虚拟阻抗控制策略实现混合储能系统的有效功率分配——由电池提供稳态功率,超级电容仅承担暂态功率波动。电压控制环引入高通滤波器可使超级电容端电压自动恢复初始值,再利用电压二次控制器补偿虚拟阻抗策略导致的电压跌落以维持交流母线电压恒定。典型工况下的仿真结果验证了所提控制策略的正确性与有效性。
关键词: 混合储能系统(HESS)、能量管理、荷电状态(SOC)、协调控制、电压恢复、孤岛运行、虚拟阻抗
更新于2025-09-23 15:23:52
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[2018年IEEE电力与能源学会大会(PESGM) - 美国俄勒冈州波特兰市 (2018.8.5-2018.8.10)] 2018年IEEE电力与能源学会大会(PESGM) - 基于频率分析的光伏功率波动平抑混合储能优化设计
摘要: 合理设计储能系统能有效且经济地平抑光伏功率波动并提升电能质量。本文提出基于频率分析的混合储能装置(ESD)选型方法及典型光伏数据筛选方法,以确定满足电网需求的最优储能组合方案。采用快速傅里叶变换(FFT)分析光伏输出功率波动特性,并通过FFT确定设计周期内最具代表性的光伏输出数据。该算法将光伏输出功率频谱划分为低频与高频段,划分依据包括各储能装置的特性、循环寿命及容量损耗。通过该方法可确定最低成本的储能解决方案,在最具代表性的气象条件下实现光伏输出波动平抑要求。
关键词: 最佳容量配置、光伏系统、光伏输出模式选择、混合储能系统、频率分析、功率波动平抑
更新于2025-09-23 15:22:29
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一种新型控制策略,用于缓解屋顶光伏单元与混合储能系统集成后公共耦合点处电压曲线的慢速和快速波动
摘要: 当屋顶光伏(PV)单元以高渗透率接入低压(LV)配电网时,由于光伏输出功率与负荷需求的随机波动,会导致电压出现缓慢和快速波动。通过为光伏单元配置储能系统可缓解这些不可接受的电压波动。本文提出一种新型启发式控制策略,采用混合储能系统来抑制相连低压配电网中的慢速和快速电压波动。该方法中,集成电池储能系统将在日间动态充电以缓解电压升高,并在晚间用电高峰时段放电;同时集成的超级电容储能系统将通过充放电控制光伏逆变器的快速波动,使其保持在规定范围内。研究还提出电池储能与超级电容储能间的能量共享方法,以确保多云天气时快速波动的持续控制。所提控制策略已在配电网系统中得到验证,相关结果已予以报道。
关键词: 缓慢波动、屋顶光伏发电、电池储能、电压控制、快速波动、混合储能系统、超级电容器储能
更新于2025-09-23 15:21:01
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光伏电站中混合储能系统用于爬坡率控制的容量配置与运行策略
摘要: 本文提出了一种光伏电站斜率控制混合储能系统(电池与超级电容器)的优化配置方法。由于功率输出的急剧波动,高比例不可调度可再生能源并网的电力系统可能出现频率稳定问题。这已促使多国输电系统运营商要求光伏和风电场采取功率爬坡率控制措施,限制并网功率注入的变化速率。通过合理控制由电池和超级电容器组成的储能系统,可利用其在公共耦合点吸收/释放功率的特性,快速平抑并网功率的突变,从而有效执行该任务。本研究建立了技术经济模型,通过模拟不同储能设备的运行过程,计算其在项目生命周期内的净现成本以用于爬坡率控制。文中还针对实际光伏电站案例展开研究,对比分析了不同储能系统配置方案的结果。
关键词: 斜率控制、超级电容器、混合储能系统、电池、可再生能源
更新于2025-09-23 15:19:57
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适用于直流微电网应用的光伏-风电混合储能集成多源变流器配置
摘要: 本文提出了一种适用于直流微电网的新型多源混合储能(HES)集成变换器拓扑结构。与大多数多输入变换器配置不同,该方案采用基于超级电容-电池的混合储能系统,能有效应对风电、光伏及负载突变引起的功率波动。通过引入超级电容响应高频波动,既延长了电池储能寿命,又减小了储能单元容量??刂平峁股杓萍婀讼低彻β势胶庥牖」δ苁迪?,包括可再生能源(光伏与风电)最大功率点运行、以及基于可用功率的储能充放电管理。本方案主要优势在于:(1)开关器件数量少;(2)天然具备超级电容电压升压与调节功能,以及电池与超级电容间的功率自主分配能力;(3)控制结构简单且传感器数量精简。文中详细阐述了该拓扑结构与控制方案的建模分析、设计方法,并通过MATLAB仿真与实验验证其有效性。
关键词: 直流微电网、电池、超级电容器、光伏、风能、多端口变换器、混合储能系统(HES)
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年第三届IEEE先进信息管理、通信、电子与自动化控制会议(IMCEC)-中国重庆(2019.10.11-2019.10.13)] 2019年第三届IEEE先进信息管理、通信、电子与自动化控制会议(IMCEC)-独立光伏发电系统混合储能容量配置方法
摘要: 为提高独立光伏发电系统的光伏利用率,本文提出一种以单位储能容量成本(UC)和容量冗余比(CRR)为评价指标的混合储能系统(HESS)容量配置方法,该方法考虑了不同类型负载。首先,通过该方法获取负载需求功率与光伏输出功率之间的HESS功率差值,并采用低通滤波算法进行分配。根据功率型和能量型储能装置的特性,低频分量由能量型储能装置承担,高频分量由功率型储能装置承担,同时以HESS充放电效率、荷电状态(SOC)上下限及容量衰减为约束条件。随后,基于全生命周期成本,分析不同光伏发电能量和负载类型对指标的不同影响。最后,通过3个实际算例分析该方法的可行性和有效性。
关键词: 容量配置、混合储能系统(HESS)、独立光伏发电系统(PV)、全生命周期成本
更新于2025-09-19 17:13:59
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大规模光伏发电系统混合储能系统的多目标容量配置
摘要: 混合储能系统(HESS)是提升大规模光伏发电系统输出稳定性的有效途径。本文提出一种配备混合储能系统的大型集中式光伏电站容量配置方法,该方法包含两部分:通过考虑多种天气影响的统计方法确定功率容量,以及采用数学模型计算最优能量容量。该方法充分考虑了光伏输出特性与多种储能组合方式,并在此基础上提出可进一步提升输出稳定性的预储电策略。所有方法均通过黄河上游某850MW集中式光伏电站的案例研究进行验证,由此获得最优混合储能组合及其优化结果。结果表明:该最优容量配置能显著提升光伏输出稳定性,而预储电策略可使目标出力满足率进一步提升8.28%。
关键词: 大型光伏电站、混合储能系统、容量配置、预储策略
更新于2025-09-12 10:27:22