獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的能量管理控制策略研究
張朝川，邵永明，尹泰康
（河北工業(yè)大學(xué) 電磁場(chǎng)與電器可靠性省部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300130）
摘 要：針對(duì)含混合儲(chǔ)能的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行要求，提出一種新的能量管理控制策略。該控制策略在鋰離子電池、超級(jí)電容分別補(bǔ)償功率波動(dòng)低頻、高頻分量的基礎(chǔ)上，增加了鋰離子電池的充放電均衡控制。低通濾波單元使得混合儲(chǔ)能裝置在快速平衡太陽能電池與負(fù)載之間的功率差值的同時(shí)平滑鋰離子電池功率波動(dòng)。電池均衡策略使鋰離子電池單元根據(jù)荷電狀態(tài)自行調(diào)節(jié)充放電速率，在運(yùn)行中不斷縮小電池電量之間的偏差。仿真驗(yàn)證了所提能量管理控制策略的有效性和可行性。
關(guān)鍵詞：獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)；混合儲(chǔ)能；能量管理；電池均衡
中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-3175(2016)04-0056-05
Study on Energy Management Control Strategy for Stand-Alone Photovoltaic Power Generation System
ZHANG Chao-chuan, SHAO Yong-ming, YIN Tai-kang
（Province-Ministry Joint Key Laboratory of Electromagnetic Field and Electrical Apparatus Reliability,Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China）
Abstract: A new energy management control strategy was proposed to meet the requirement of safety and stable operation for stand-alone photovoltaic power generation system with hybrid energy storage system (HESS). The low-frequency components of fluctuating power were compensated by lithium ion batteries with charge and discharge balance control, and the high-frequency components were compensated by ultra-capacitors. HESS not only balanced the power difference between the photovoltaic cells and the loads but also smoothed the power fluctuations of lithium ion batteries though the low-pass filter. Battery balance strategy realized batteries balancing by controlling the charge/discharge speed according to electrical charge state self-adjustion to reduce the deviation between battery quantity. The simulation result verifies the effectiveness and feasibility of the energy management strategy.
Key words: stand-alone photovoltaic power generation system; hybrid energy storage; energy management; battery equalization
參考文獻(xiàn)
[1] 王成山，王守相.分布式發(fā)電供能系統(tǒng)若干問題研究[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32(20)：1-4.
[2] Dey G K, Ahmmed K T.Multi-Junction Solar Cells and Microwave Power Transmission Technologies for Solar Power Satellite[C]//Internatlonal Conference on Informatics，2014.
[3] 廖志凌，阮新波. 獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制策略[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2009，29(21)：46-52.
[4] 張國駒，唐西勝，齊智平.超級(jí)電容器與蓄電池混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010，34(12)：85-89.
[5] 丁明，陳忠，蘇建徽，等.可再生能源發(fā)電中的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)綜述[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，37(1)：19-25.
[6] Barnes F S, Levine J G.大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)[M].肖曦，聶贊相，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.
[7] 高明杰，惠東，高宗和，等.國家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程介紹及其典型運(yùn)行模式分析[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013，37(1)：59-64.
[8] 張野，郭力，賈宏杰，等.基于平滑控制的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)能量管理方法[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36(16)：36-41.
[9] 吳福保，楊波，葉季蕾.電力系統(tǒng)儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國水利水電出版社，2014.
[10] 金一丁，宋強(qiáng)，劉文華.大容量鏈?zhǔn)诫姵貎?chǔ)能系統(tǒng)及其充放電均衡控制[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2011，31(3)：6-11.
[11] 蘇建徽，余世杰，趙為，等.硅太陽電池工程用數(shù)學(xué)模型[J].太陽能學(xué)報(bào)，2001，22(4)：409-412.
