混合储能技术在微电网中的应用

储能系统是微电网的重要组成部分，其加入对微电网的不间断供电、电力调峰、电能质量的改善和微电源性能的提升具有非常重要的作用，是微电网安全可靠运行的关键。为了满足微电网稳定性与高效性的要求，将超级电容与蓄电池组成混合储能系统，并研究其在微电网中的作用。 本文首先介绍了双馈风力发电和光伏发电的基本原理和数学模型，并对由分布式电源组成的微电网结构及运行进行了概述，重点研究了双馈电机的矢量控制方法，并建立了光伏理想并网逆变器模型。 其次，根据铅酸蓄电池与超级电容的工作原理分别建立三阶蓄电池和超级电容RC数学模型，通过仿真对它们的充放电特性进行分析。深入研究了三种混合储能并联结构，仿真结果验证了有源式结构优化了蓄电池的工作过程，提高了混合储能系统的技术与经济性能。 进一步由构建的混合储能系统拓扑结构，设计双向DC/DC、双向DC/AC变换器。双向DC/DC变换器采用多滞环控制策略，改善了蓄电池的充放电过程，设计的滑模变结构控制与传统PID控制相比，输出的电感电流纹波更小，响应速度更快。针对传统电压/频率下垂控制策略的不足，详细阐述了适用于低压微电网的下垂控制策略。在Matlab/simulink中建立混合储能系统模型并进行充放电仿真，证明了混合储能系统控制策略的有效性。 最后，搭建风光储微电网动态仿真模型，针对微电网并网和孤岛运行时，光照强度、风速变化；突加、突甩负载；突加冲击性负载三种情况分别进行仿真。仿真结果表明，混合储能系统能够改善微电源性能，提高微电网的电能质量。