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微电网储能系统soc平衡和电压频率恢复研究

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太阳能学报 2018年第6期39卷 1743-1751页

作者：吴青峰孙孝峰郝彦丛齐磊蔡瑶电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学)

为避免微电网中分布式储能系统（distributed energy storage systems,DESS）损坏,延长DESS的使用寿命,需要DESS之间的荷电状态（state-of-charge,soc）保持平衡。但由于线路阻抗和初始soc的不一致,DESS的soc存在不平衡的现象。提出一... 详细信息

为避免微电网中分布式储能系统（distributed energy storage systems,DESS）损坏,延长DESS的使用寿命,需要DESS之间的荷电状态（state-of-charge,soc）保持平衡。但由于线路阻抗和初始soc的不一致,DESS的soc存在不平衡的现象。提出一种适于交流孤岛微电网的soc平衡控制方案,通过引入虚拟阻抗来改善算法切换过程中暂态有功均分特性,利用加入soc因子补偿的下垂控制实现各DESS单元的soc控制,同时保证原下垂控制即插即用的特性。soc平衡以后,通过将算法切换到传统的下垂控制的双模式控制实现频率的恢复,并在无功-电压（Q-E）下垂算法中加入soc因子实现电压补偿,保证电压频率工作在限定的范围。不同工况下的仿真结果和实验结果验证该方案的有效性和可行性。

关键词：储能单元电压控制 soc平衡虚拟阻抗频率恢复

考虑soc平衡的并网微电网能量供需平衡方案

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太阳能学报 2020年第11期41卷 17-25页

作者：吴青峰孙孝峰才玮琪齐磊李昕电力电子节能与传动控制河北省重点实验室(燕山大学) 秦皇岛066004

为实现并网微电网内分布式储能单元(distributed energy storage unit,DESU)的荷电状态(state-of-charge,soc)平衡和能量的供需平衡,提出一种基于多代理系统(multi-agent system,MAS)的能量管理方案。该方案将每个微源和主电网各看作一... 详细信息

为实现并网微电网内分布式储能单元(distributed energy storage unit,DESU)的荷电状态(state-of-charge,soc)平衡和能量的供需平衡,提出一种基于多代理系统(multi-agent system,MAS)的能量管理方案。该方案将每个微源和主电网各看作一个代理,风力机和光伏系统等不可控代理采用最大功率追踪(maximum power point tracking,MPPT)控制方案,DESU作为可控代理采用引入soc平衡因子的PQ控制方案。通过调节DESU输出的有功功率可实现DESU的soc平衡。该方案无需中央控制器或者全局通信,按照所提的功率输出方案便可实现微电网内能量的供需平衡,可降低系统的建设成本,具有良好的即插即用特性。最后,不同工况下的仿真结果验证了所提方案的有效性。

关键词：分布式发电微电网多代理能量供需管理 soc平衡

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怠速充电工况下的电池soc平衡控制

汽车工程 2021年第3期43卷 387-396页

作者：莫崇相吴坚祁宏钟广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院广州511434

在分析单电机和双电机混合动力电动车发动机怠速充电工况下电池能量稳定性控制要求的基础上,提出了一种怠速充电工况电池soc平衡的主动控制策略,并给出相应控制过程的能量控制目标值计算公式和相应的分析。通过对所提出的怠速充电工况电... 详细信息

在分析单电机和双电机混合动力电动车发动机怠速充电工况下电池能量稳定性控制要求的基础上,提出了一种怠速充电工况电池soc平衡的主动控制策略,并给出相应控制过程的能量控制目标值计算公式和相应的分析。通过对所提出的怠速充电工况电池soc平衡控制策略进行仿真和实车测试,结果表明,该控制策略能有效控制电池soc平衡,怠速充电过程中电池主动能量的过充和过放控制的稳定性也得到改善。

关键词：混合动力电动车 soc平衡电池能量稳定性怠速充电

基于FSBB变换器的直流微电网soc平衡控制策略

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电工电气 2024年第3期 29-37页

作者：张晨辉李海啸郭强重庆理工大学电气与电子工程学院重庆300054

针对直流微电网工作时易出现储能单元soc不平衡的现象,提出一种基于四开关BuckBoost(FSBB)变换器的直流微电网soc平衡控制策略。使用四开关Buck-Boost变换器替换双向DC/DC变换器与蓄电池相联,既保证功率可以双向流通,又提高储能单元动... 详细信息

针对直流微电网工作时易出现储能单元soc不平衡的现象,提出一种基于四开关BuckBoost(FSBB)变换器的直流微电网soc平衡控制策略。使用四开关Buck-Boost变换器替换双向DC/DC变换器与蓄电池相联,既保证功率可以双向流通,又提高储能单元动态响应能力和抗干扰能力;设计了一种基于储能单元soc平衡的改进下垂控制策略,将蓄电池soc函数与下垂系数相结合,使各储能单元在充放电过程中按soc值分配输出电流,实现储能单元soc平衡和单元间电流合理分配;同时负载跳变时保持母线电压稳定,实现不同模式的平滑切换与功率分配,且无需互联通信,降低系统设计成本。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,验证了所提控制策略的正确性和可行性。

关键词：直流微电网储能单元 soc平衡四开关Buck-Boost变换器下垂控制

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考虑soc自均衡的光储独立微电网协调控制

电工技术学报 2018年第A02期33卷 527-537页

作者：张继元舒杰宁佳王浩中国科学院广州能源研究所可再生能源重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049

针对多分布式电源组成的混合微电网,考虑孤岛模式下光伏与储能系统协调运行,对其能量管理控制策略展开研究。首先,考虑储能系统荷电状态soc平衡,提出了一种改进的动态下垂控制策略,以提高不同储能系统间输出功率的均衡度,延长储能单元... 详细信息

针对多分布式电源组成的混合微电网,考虑孤岛模式下光伏与储能系统协调运行,对其能量管理控制策略展开研究。首先,考虑储能系统荷电状态soc平衡,提出了一种改进的动态下垂控制策略,以提高不同储能系统间输出功率的均衡度,延长储能单元使用寿命。其次,针对光伏输出功率波动以及soc状态变化,设计了分布式电源的多模式切换控制算法,根据场景运行在不同的控制模式,实现分布式微电网能量管理目标。通过搭建Matlab/Simulink仿真模型,储能系统能够根据soc状态快速分配功率,同时协调光伏系统维持微电网稳定运行,验证了所提控制策略的可行性和有效性。

关键词：微电网分布式电源 soc平衡下垂控制协调控制

基于工况及驾驶意图识别的soc动态控制研究

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汽车技术 2017年第2期 10-15页

作者：孙瀚文王鹏欧阳中国汽车工程研究院股份有限公司重庆400061

为了解决混合动力汽车在不同驾驶工况及驾驶意图条件下油耗存在较大区别的问题,通过研究混合动力汽车的EV/HEV模式切换策略,分析soc单阈值控制的不足,提出了一种能够根据驾驶工况、驾驶意图对soc进行动态控制,合理选择EV/HEV模式切换点... 详细信息

为了解决混合动力汽车在不同驾驶工况及驾驶意图条件下油耗存在较大区别的问题,通过研究混合动力汽车的EV/HEV模式切换策略,分析soc单阈值控制的不足,提出了一种能够根据驾驶工况、驾驶意图对soc进行动态控制,合理选择EV/HEV模式切换点的方法。运用该方法,在分段层面通过驾驶工况识别,在实时层面通过驾驶意图识别,实现了发动机起停及工作点的优化,提高了电能利用效率,试验结果表明,实现了11.14%的节油效果。

关键词：驾驶工况识别驾驶意图识别 soc平衡

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光储交流微电网孤岛模式下的改进型主从控制

高电压技术 2020年第10期46卷 3530-3540页

作者：汪亮彭勇刚吴韬韦巍宋文龙浙江大学电气工程学院杭州310027 浙江天能动力能源有限公司湖州313103

在光储交流微电网孤岛模式下,合理管控网内功率,实现多储能与多光伏间协调运行是维持系统长期稳定的关键。据此,提出一种改进型主从式光储协调控制策略,首先,对储能设计一种基于荷电状态(state of charge,soc)的改进型对等控制方法,使... 详细信息

在光储交流微电网孤岛模式下,合理管控网内功率,实现多储能与多光伏间协调运行是维持系统长期稳定的关键。据此,提出一种改进型主从式光储协调控制策略,首先,对储能设计一种基于荷电状态(state of charge,soc)的改进型对等控制方法,使多个储能在孤岛情况下可共同支撑交流母线电压,输出功率得到合理分配,稳态下各储能soc值达到平衡。其次,对光伏设计一种基于交流母线电压信号的自适应功率控制方法,使多个光伏可根据接入点电压频率及幅值自适应调整输出的有功功率和无功功率,能防止储能过度充电并降低储能侧无功输出负担。将上述两种控制方法相结合实现多储能与多光伏间协调运行,协调过程呈现主从关系,通过分析该协调过程,能合理设计网内负荷功耗并引入负荷管理机制。进一步对系统模型进行小干扰稳定性分析可确定控制参数变化对系统的影响。最后,通过基于Rt-lab的硬件在环实验验证了控制策略的有效性。

关键词：交流微电网主从控制 soc平衡小干扰稳定性硬件在环实验

基于多目标遗传算法的混合动力汽车能量管理优化

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科学技术与工程 2022年第21期22卷 9389-9397页

作者：叶心张腾卢金涛马凯盛刘振重庆理工大学车辆工程学院汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054

混合动力技术是实现汽车节能减排的有效途径。以P2混合动力汽车为研究对象,考虑电池荷电状态(state of charge, soc)分别为高、中、低3种不同的电量模式时,设计不同的能量管理策略,以实现混合动力汽车节能减排的同时维持soc的平衡的目... 详细信息

混合动力技术是实现汽车节能减排的有效途径。以P2混合动力汽车为研究对象,考虑电池荷电状态(state of charge, soc)分别为高、中、低3种不同的电量模式时,设计不同的能量管理策略,以实现混合动力汽车节能减排的同时维持soc的平衡的目的。该策略在基于规则的基础上采用Isight软件中的多目标遗传算法对门限值进行优化,以提高能量管理策略中门限值的可靠性和有效性。仿真结果表明,该能量管理策略对降低车辆油耗的效果显著,并且能很好地维持电池soc的平衡。

关键词：混合动力汽车能量管理策略 soc平衡 Isight优化多目标遗传算法

面向微电网的飞轮储能系统能量管理控制策略研究

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面向微电网的飞轮储能系统能量管理控制策略研究

作者：胡耀兵华中农业大学

学位级别：硕士

随着可再生能源的迅猛发展,光伏和风力发电系统大规模并网,对电网稳定运行带来了严峻挑战。飞轮储能以其高储能密度和快速响应等诸多优点,对于提高供电的可靠性与电能质量有关键作用。本文以飞轮储能系统为对象,对飞轮储能单元、光伏-... 详细信息

随着可再生能源的迅猛发展,光伏和风力发电系统大规模并网,对电网稳定运行带来了严峻挑战。飞轮储能以其高储能密度和快速响应等诸多优点,对于提高供电的可靠性与电能质量有关键作用。本文以飞轮储能系统为对象,对飞轮储能单元、光伏-飞轮储能系统及飞轮储能阵列系统进行能量管理控制策略研究,主要工作内容如下:(1)设计了飞轮储能装置机械结构,并建立飞轮储能单元永磁同步电机模型。采用解耦控制、矢量控制和空间矢量脉宽调制方法对飞轮储能单元进行充放电控制设计。利用Matlab/Simulink搭建飞轮储能单元仿真平台,验证了控制策略的可行性。(2)建立了光伏电池数学模型,利用最大功率点跟踪技术设计光伏电池控制器。并结合飞轮储能单元控制模型,构建了光伏-飞轮储能系统模型。通过仿真平台,验证了控制策略的可行性,并确保光伏电池输出波动时,通过飞轮储能单元的充放电控制,能够保证负载的稳定运行。(3)针对飞轮储能阵列系统,通过定义飞轮单元的荷电状态(soc)和能量状态,建立飞轮储能阵列充放电模型。基于平均能量状态估计器和平均期望功率估计器设计了分布式协同控制器,实现飞轮阵列各单元共同提供所需的总功率,并动态平衡各单元充放电状态。利用Matlab/Simulink搭建飞轮储能阵列系统仿真平台,验证了分布式协同控制算法的可行性。(4)通过广泛的模拟研究,分析了soc平衡策略、网络连通性、有信息的智能体个数对控制器性能的影响,仿真结果表明soc平衡策略确保各单元充放电速率一致性,通信网络拓扑对平均能量状态估计器和平均期望功率估计器收敛速度的影响与其特征值有关。最后分析分布式协同控制器对通信网络连接中断的鲁棒性,验证了分布式协同控制器具有较强的抵抗能力。本文针对面向微电网的飞轮储能系统进行能量管理控制策略研究,为提高微电网可靠性和电能质量提供了新思路。

关键词：飞轮储能系统矢量控制光伏分布式协同控制 soc平衡鲁棒性