蓄电池-超级电容混合储能系统性能优化

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作   者：

柴秀慧;  张纯江;  柴建国;  李艳;  刚磊; 

作者机构：

天津航天机电设备研究所;  燕山大学电气工程学院; 

关键词：

抗干扰性能;  混合储能系统;  性能优化;  超级电容器;  蓄电池; 

期刊名称：

电工电能新技术

基金项目：

i s s n：

1003-3076

年卷期：

2019 年 38 卷 09 期

页   码：

33-41

摘   要：

风能和太阳能的不确定性和负载功率突变都会引起直流母线电压波动,从而影响连接于直流母线的功率变换器电能质量,配置混合储能系统(HESS)可以提高直流母线电压性能和保证系统功率平衡。针对蓄电池-超级电容混合储能系统,本文采用蓄电池储能系统稳定直流母线电压,超级电容储能系统采用基于高通滤波器的单电流环的控制策略,建立HESS控制模型,推导出在负载扰动下直流母线波动电压的时域表达式,以此为基础详细分析电压外环开环剪切频率ωcv和高通滤波器转折频率ω0与ωcv的比值kH对HESS抗干扰性能和超级电容容量的影响,得出HESS控制参数设计方法。按最大剪切频率fcvmax设计电压外环以达到整体优化系统性能和降低成本的目的。kH的约束条件为kH≤0. 5,并给出不同目标下kH选择依据。通过设计HESS控制参数,可以有效抑制直流母线电压波动,达到优化系统性能的目的。最后,通过2MW储能系统仿真模型和小功率实验平台的结果验证了理论分析的正确性和可行性。