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储能超级电容动态响应优化自适应控制策略

发布时间: 2021-11-17
截止日期:2021-12-31

价格 双方协商

地区： 河北省 保定市 安新县

需求方： 国网***公司

行业领域

新能源产业

需求背景

作为可再生清洁新能源技术的典型应用，微电网将在未来智慧城市供能、交通以及保障工商业活动等各项主要市政功能建设中起到支撑作用，在我国已被列入“十三五”相关规划。

为了保证微电网稳定可靠运行，其内部的储能系统需要兼具高能量密度和高功率密度的特性，以抑制负荷突变带来的功率波动并改善电能质量。

该储能系统一般采用电池组和超级电容器两种储能元件混合的形式，其中电池组可满足高能量密度要求，维持稳态母线电压;而超级电容器可改善系统动态响应，缓冲负荷波动带来的功率冲击，延长储能装置寿命。

超级电容器组通常是经过后级DC-DC变流器实现和母线间的功率和能量传递。在设计上，由于超级电容器组的端压在充放电的过程中一直处于变化状态，不会保持相对恒定，这就对后级的变流器的控制带来了挑战：因该变流器的主功率增益中包含超级电容器端压VUC项，故变流器输出的暂态过程特征也是随VUC变化的，很难通过一套固定的PI或PID反馈环节参数加以优化。

而这些随外部条件变化的超调量及调整时间等动态响应指标，不利于后级用电负荷的匹配设计。在极端情况下，易造成储能系统和负荷之间的时序失配或电压超限，影响微电网的稳定运行并降低可靠性。

需解决的主要技术难题

根据系统的小信号模型，在保持稳定性的前提下，借助系统的阶跃响应分别求出不同工作状态下的合适控制参数。在运行时，根据系统当前所处的工作状况，由微处理器在线自动选择最优的控制参数组合，从而达到任何情况下的输出动态响应一致化。

期望实现的主要技术目标

保证在各种条件下DC-DC变流器的输出动态响应特征一致性为优化目标，通过检测输入输出状态，在线选取适应的控制参数，从而实现输出动态响应和变流器外部工作状况解耦，便于后级用电负荷的电气配合。