獨立光伏發(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 電磁場與電器可靠性省部共建重點實驗室，天津 300130）
摘 要：針對含混合儲能的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行要求，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、超級電容分別補償功率波動低頻、高頻分量的基礎上，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能裝置在快速平衡太陽能電池與負載之間的功率差值的同時平滑鋰離子電池功率波動。電池均衡策略使鋰離子電池單元根據(jù)荷電狀態(tài)自行調節(jié)充放電速率，在運行中不斷縮小電池電量之間的偏差。仿真驗證了所提能量管理控制策略的有效性和可行性。
關鍵詞：獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)；混合儲能；能量管理；電池均衡
中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：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
[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. 獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)能量管理控制策略[J].中國電機工程學報，2009，29(21)：46-52.
[4] 張國駒，唐西勝，齊智平.超級電容器與蓄電池混合儲能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的應用[J].電力系統(tǒng)自動化，2010，34(12)：85-89.
[5] 丁明，陳忠，蘇建徽，等.可再生能源發(fā)電中的電池儲能系統(tǒng)綜述[J].電力系統(tǒng)自動化，2013，37(1)：19-25.
[6] Barnes F S, Levine J G.大規(guī)模儲能技術[M].肖曦，聶贊相，譯.北京：機械工業(yè)出版社，2013.
[7] 高明杰，惠東，高宗和，等.國家風光儲輸示范工程介紹及其典型運行模式分析[J].電力系統(tǒng)自動化，2013，37(1)：59-64.
[8] 張野，郭力，賈宏杰，等.基于平滑控制的混合儲能系統(tǒng)能量管理方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2012，36(16)：36-41.
[9] 吳福保，楊波，葉季蕾.電力系統(tǒng)儲能應用技術[M].北京：中國水利水電出版社，2014.
[10] 金一丁，宋強，劉文華.大容量鏈式電池儲能系統(tǒng)及其充放電均衡控制[J].電力自動化設備，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)學模型[J].太陽能學報，2001，22(4)：409-412.
