超級電容器儲能應(yīng)用于分布式發(fā)電系統(tǒng)的能量管理及穩(wěn)定性研究.pdf

1、雙電層超級電容器兼具蓄電池能量密度大和電解電容器功率密度大的優(yōu)點(diǎn)，循環(huán)壽命長、儲能效率高、充放電速度快、高低溫性能好、環(huán)境友好，具有卓越的儲能潛力。本文以光伏系統(tǒng)為例，研究了超級電容器儲能以及超級電容器蓄電池混合儲能在分布式發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用；并探討了超級電容器對分布式電力系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的改善作用。 介紹了太陽能電池及光伏系統(tǒng)的特性，給出了一種基于dD dP 的最大功率點(diǎn)跟蹤控制策略及其理論依據(jù)。介紹了超級電容器工程用等效電路模

2、型，構(gòu)建了超級電容器儲能獨(dú)立光伏系統(tǒng)，并進(jìn)行控制環(huán)節(jié)和能量管理過程設(shè)計(jì)。仿真及實(shí)驗(yàn)表明，超級電容器的充放電效率高達(dá)92.5％，所用的MPPT 方法具有較好的跟蹤速度和精度，系統(tǒng)在光伏發(fā)電功率波動(dòng)和負(fù)載功率脈動(dòng)時(shí)，呈現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。 建立了超級電容器蓄電池直接并聯(lián)儲能的等效模型，針對脈動(dòng)負(fù)載，分析了儲能系統(tǒng)的性能改善及其影響因素。對三種混合儲能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了理論分析、仿真和實(shí)驗(yàn)。 在有源式混合儲能結(jié)構(gòu)中，采用了一種蓄電池近似

3、恒流放電控制策略，蓄電池只以脈動(dòng)負(fù)載的平均功率輸出，放電過程具有明顯的優(yōu)化效果。 提出了將超級電容器蓄電池混合儲能應(yīng)用于光伏等分布式發(fā)電系統(tǒng)，以優(yōu)化蓄電池的充放電過程。將光伏陣列及充電控制器等效為脈動(dòng)電流源，分析了混合儲能的響應(yīng)。提出了一種無源式混合儲能方案，可以較好地優(yōu)化蓄電池的充放電過程。給出了一種有源式混合儲能方案，并提出了一種蓄電池優(yōu)化充電控制策略。對兩種儲能結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 分析了混合儲能的技術(shù)經(jīng)

4、濟(jì)性。驅(qū)動(dòng)脈動(dòng)負(fù)載時(shí)，蓄電池的輸出電流峰值遠(yuǎn)小于負(fù)載的脈動(dòng)電流峰值，可以減少蓄電池組的配置容量，降低安裝成本。利用超級電容器的儲能能力和并聯(lián)控制器的變流控制作用，可以減少蓄電池的充放電小循環(huán)次數(shù)，減小放電深度，延長蓄電池的使用壽命，降低運(yùn)行成本。 探討了直流分布式電力系統(tǒng)的小信號穩(wěn)定性問題。分析了恒功率負(fù)載的負(fù)阻性以及各種功率模塊之間較強(qiáng)的相互作用對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。介紹了穩(wěn)定性的阻抗分析法，包括穩(wěn)定禁止區(qū)域、阻抗規(guī)范，以及穩(wěn)定