儲能系統(tǒng)的能量調度文獻綜述(共10頁)

1、關于儲能系統(tǒng)的能量調度(diod)的文獻綜述摘要(zhiyo)：儲能系統(tǒng)具有(jyu)雙向充放電的運行特性，既可以吸收電能，也可以釋放電能。鑒于此種性能，其在電力系統(tǒng)中通常有如下三種作用：電力系統(tǒng)采用儲能裝置可節(jié)約系統(tǒng)綜合用電成本， 在低成本時吸收電能，在高峰時釋放，獲得峰谷電價差帶來的經濟利益。 儲能系統(tǒng)用在發(fā)電端，可有效克服可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的波動性，吸收不平衡功率流，從而提高發(fā)電機的穩(wěn)定運行能力，起到平滑可再生能源發(fā)電系統(tǒng)輸出波動的作用。儲能系統(tǒng)用于輸配電時，可靈活配置能源供應，可以肖峰填谷，在用電低潮，吸收功率，將電能儲藏起來，在用電高峰期，釋放電能，彌補供電不足，從而提高電力供應質量

2、，提供電壓和頻率保障，減少線損，提高整個輸配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，起到了能量調度的作用。(3)儲能系統(tǒng)用于用戶端時，可提高電路的質量，減少峰值。本文主要論述了儲能系統(tǒng)的第二種功能，即儲能系統(tǒng)能有效改善微網的電能質量并提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，具有能量調度的作用。關鍵詞：儲能系統(tǒng);微電網；能量調度；電能質量正文：文獻一：風電儲能系統(tǒng)能量調度策略研究由于風能具有隨機性和間歇性，在其并網時由于風電能波動會影響電網電能質量，此文獻提出基于鉛酸蓄電池儲能系統(tǒng) 、結合負荷用電預測信息，利用 模糊理論 “最大-最小”合成理論，合理調度儲能系統(tǒng)充放電的電量 ，從而改善并網后的電網品質。風電儲能系統(tǒng)能量(nngling)調度

3、主要包括 ：電網負載用電量的預測 、儲 能 系 統(tǒng) ( 鉛酸蓄電池組成 ) 、風力發(fā)電機組（此處不做詳述(xin sh)）和調度(diod)控系統(tǒng)制器4大部分。1、電網負載用電量的預測：根據(jù)氣象條件與用電負荷的關系，把用電負荷分為以下3類 ： 1 ) 照明 、普通家電 、電炊具等這類負荷主要集中在三餐時間和晚上(尤其是7 、8月份)用電較多 ； 2) 工業(yè)負荷受氣溫和季節(jié)影響較小用電量相對來說比較穩(wěn)定 ； 3)商場 、餐飲業(yè)等負荷主要影響晚 高峰且季節(jié)變化較大，然后根據(jù)負荷的特性和某地區(qū)一 年的負荷用電量數(shù)據(jù)統(tǒng)計，做仿真圖，觀察其變化規(guī)律。2、儲能系統(tǒng):儲能系統(tǒng)用的是鉛酸蓄電池，要對能量調度進

4、行較為精確的充放電控制 ，就要求組成儲能系統(tǒng)的鉛 酸蓄電池模型能夠較為準 確的反映出各個物理化學參數(shù)的變化對蓄電池剩余容量的影響。參數(shù)有：Q為蓄電池充滿狀態(tài)時 的額定容量，Eb為 蓄電池的充放電時的端電壓 ， E為受控電壓 源 ，尺 為電池內阻 ， E0為蓄電池初始電壓 ， K為極化常數(shù) ， En為標稱電壓 ， A 為試驗系數(shù) ， B為試驗指數(shù) ，n為充放電效率，充放電過程中 的電流為 (f) ，充電時(f)0 。蓄電池的剩余電量SOC則為：SOC= (Qi (t) d t )Q x 100蓄電池 的充放電的電壓：E b = ER x i(t) E = E0 - K x SOC SOC Qi

5、(t) d t+A exp -Bi (t) d t + Ct (Tb一 25 ) R = En x ( 1 - n) x 1 0.025 x (Tb - 25) /( 0.2 Q)其中由于(yuy)鉛蓄電池的極化反應和電阻受溫度的影響，故設置溫度補償，對極化效應的 溫度補償因子為：Ct (Tb一 25 )；對電阻 的溫度(wnd)補償因子為：10.025 x (Tb一25 ) ，其 中 ： Ct為溫度(wnd)系數(shù) ;Tb為電池溫度。3、調度控系統(tǒng)制器：調度控制器采用模糊“最大一 最小”算法 ，主要功能是平抑風電并網后的電能波 動，確保向電網健康供電。其參數(shù)有：PL是負載需要的功率，Pw 是風

6、機發(fā)出的功率， PB是 蓄電池充放電的功率P=PL-Pw，誤差e=P-PB（其為該控制器的輸入量），誤差變化率ec,蓄電池充放電電流I（控制器的輸出量）。然后進行 Matlab仿真設計如圖所示：4、系統(tǒng)運行時的分析操作：由于鉛酸電池的充放電電量在20一80 之間，控制策略可分為以下 4種情況：當 AP O， SOC 0，SOC20時，控制蓄 電池放電；當 AP0，SOC20時 ，此時負荷需求較大，而蓄電池剩余 電量較小，要向負載發(fā)出有效地警 告；當 AP80時，此 時負載用電量較小，而蓄電池的電量已經達到最大，需要根據(jù)負載的用電量來控制風 機的發(fā)電功率 。以上4種情 況在整個系統(tǒng)運行過程中是相

7、互轉化的 。文獻二：光柴儲微網系統(tǒng)的儲能動態(tài)能量調度策略為提高徽網系統(tǒng)的電能質量和穩(wěn)定性，此文獻提出了一種基于模糊PD的儲能動志調度策略，即在建立(jinl)獨立運行的風柴儲微網系統(tǒng)基礎上，通過MaltabSimelink仿真驗證了系統(tǒng)能根據(jù)頻率偏差動態(tài)調度儲能能量，不僅能保證(bozhng)儲能的輸出始終在零功率附近波動(bdng)，而且能在一定程度上抑制系統(tǒng)頻率的振蕩，證明了該策略對系統(tǒng)頻率確有改善作用。其中，儲能單元由著電池組和雙向DCAC轉換器兩部分組成并具有能量觀向流動的特點。其用到的算法如下：其中f頻率偏差量,df/dt為頻率偏差微分量，Kp和Kd為比倒系數(shù)和微分系數(shù)；u（t）為P

8、D控制律輸出控制量。為了避免Kd選用不當而引起頻率激烈振蕩，故采用不完全微分算法代替微分算法，算法如下：其中Td為一階慣性時間常數(shù)。其中在進行仿真時，選擇參數(shù)用到了模糊邏輯規(guī)則推理的方法，但由于其計算比較復雜，計算量比較大，本文利用建立模糊控制查詢表確定參數(shù)，其具體如下：文獻(wnxin)三：光柴儲微網系統(tǒng)的儲能動態(tài)能量調度策略研究此文獻在前述文獻所述方法比例-微分（PD）儲能動態(tài)調度策略的基礎上，提出(t ch)了另一種能量調度的方法三段式PD先行的儲能動態(tài)調度策略，克服了比例-微分儲能動態(tài)策略的不足，將該儲能動態(tài)策略應用于實際的微網實驗平臺中，并對兩種情況進行(jnxng)實驗分析比較，以

9、驗證其對頻率波動的抑制作用。實驗結果表明，該改進策略確能在一定程度上改善由負荷突變和光伏波動造成的系統(tǒng)頻率波動問題，為提高微網系統(tǒng)供電質量和穩(wěn)定性提供了一種可行性方案。其具體操作如下：1、PD算法如下：其中f頻率偏差量,df/dt為頻率偏差微分量，Kp和Kd為比倒系數(shù)和微分系數(shù)；u（t）為PD控制律輸出控制量。2、三段式 PD 先行的儲能動態(tài)調度策略（1）PD控制先行階段，即儲能控制器從to時刻開始根據(jù)f和df/dt實施PD控制，直至頻率超過峰值后略微有所回落結束這一階段，其目的是讓頻率快速達到峰值，同時減小頻率波動幅度。其中參數(shù)Tpd為PD控制時間，它決定了這一階段系統(tǒng)控制效果，當儲能單元的

10、輸入指令Pref到達峰值Ppeak，并不意味此時f也到達峰值，因此需等到Pref略有回落時方能達到峰值。（2）控制指令保持階段，是一個緩沖過渡過程階段。其中儲能的輸入始終保持PD控制的結束時的參考值Phd，依靠柴油發(fā)電機調速系統(tǒng)的調節(jié)能力讓頻率快速回落至零；參數(shù)Thd為控制指令保持時間，它決定了這一階段的性能，而Thd的取值需根據(jù)柴油機調速系統(tǒng)特性其確定。（3）控制指令指數(shù)衰減階段，控制指令按照指數(shù)形式衰減至零附近(fjn)，由于要求衰減速度緩慢，因此柴油機的輸出波動相對較小，從而使得頻率波動得以抑制。其中(qzhng)參數(shù)Kfb和Tfb分別為衰減系數(shù)和衰減時間，它們共同決定這一階段(jidu

11、n)的系統(tǒng)性能，Kfb為一個小于1的無量綱正實數(shù)，其取值決定了參考指令回落的速度，但同時要兼顧在衰減過程中不能給系統(tǒng)造成較大的頻率波動，而參數(shù)Tfb的取值則由儲能控制指令由Phd和Kfb共同決定的，在衰減結束期后，儲能控制指令應接近零值。其控制圖如下：若t為時間，n為指數(shù)變量，即對（t -Tpd -Thd to）/Ts取整數(shù)后的值，則改進的能量調度策略用表達式可表示為：文獻四：微電網儲能系統(tǒng)控制及其經濟調度(diod)方法儲能系統(tǒng)的經濟(jngj)調度方面，為實現(xiàn)電力儲備設備的經濟效益最大化，提出采取依據(jù)分時電價調度儲能設備的方法，并考慮了儲能系統(tǒng)的備用經濟效益。具體操作如下：1、以儲能系統(tǒng)的

12、剩余(shngy)電量為狀態(tài)變量，時間尺度為1h，儲能系統(tǒng)的狀態(tài)分以下三種：其中Wn，t+1為儲能系統(tǒng)n在時間段t內的剩余電量；Pn，t為儲能系統(tǒng)的充電效率；An為第n個儲能系統(tǒng)的充放電效率系數(shù)；T為時長。2、從運行經濟效益最大化的角度，建立考慮電價的儲能系統(tǒng)的經濟調度數(shù)學模型為：式中：Ct為當前t時段內電價。約束條件為：電池荷電狀態(tài)、最大充放電功率及電池電壓。文獻五: 考慮調度計劃和運行經濟性的風電場儲能容量優(yōu)化計算此文獻(wnxin)提出考慮(kol)風電場儲能系統(tǒng)適應電網調度決策的儲能容量 優(yōu)化計算模型 。本文的儲能量優(yōu)化模型可在適應現(xiàn)有電網調度運行(ynxng) 方式前提下，達到最佳經

13、濟效益 ，實現(xiàn)單一時段內風電功率的平 穩(wěn)輸出。1、風電場儲能系統(tǒng)儲能容量優(yōu)化的目標函數(shù)是風電場儲能系統(tǒng)成本(包含運行成本和投資成本)最小，如下式所示 ：式中: 分別為風電場棄風能量和儲能系統(tǒng)損失能量的對應單價；為風電場棄風能量成本；為儲能系統(tǒng)損失能量成本；蓄電池容量額定值即為風電場優(yōu)化儲能容量額定值 ；為儲能容量單位容量價格；ms為儲能裝置安裝成本；Kw， Kp，KI為運行成本和投資成本的折中系數(shù)。其中其風電場棄風能量和儲能系統(tǒng)損失能量分別如式：式中：為用于描述風電場棄風能量及儲能(ch nn)系統(tǒng)損失能量情況的布爾量 ；為機組運行(ynxng)限T 為考察時段，本文(bnwn)為一年。2、計

14、算方法步驟1：輸人風電機組輸出功率及風電場輸出功率時段參考值。步驟 2：置粒子群維數(shù)，最大迭代次數(shù)，計算精度為。步驟 3：初始化粒子群的位置和速度，即給定當次計算下的c 值。步驟 4 ：按式、計算當前下的 和，按式計算所求粒子適應度值。步驟 5 ：將每個粒子適應度值與其個體極值進行比較 ，如較優(yōu)，則更新當前的個體極值P，其中n為當前循環(huán)次數(shù) 。步驟 6 ：將每個粒子適應度值與全局值進行比較，如較優(yōu) ，則更新當前全局極值。步驟 7 ：計算式中：C1和 C2為粒子(lz)權重系數(shù) ；W叫為慣性(gunxng)權重和，r1和r2 為(0 ，1)內均勻分布的隨機數(shù) ；Xi和Vi為第i維粒子的位置(wi zhi) 和速度；g為約束因子。步驟 8：判斷當前迭代次數(shù)與誤差值是否滿足要求，不滿足更新值，返回步驟7，否則終止。結論：關