【《光伏混合储能系统的建模和参数设置分析案例》1500字】

光伏混合储能系统的建模和参数设置分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u7859光伏混合储能系统的建模和参数设置分析案例 1326551.1储能模块的建模和参数设置 1195531.2双向DCDC变换器建模和参数设置 215151.3储能系统充放电控制策略 5储能装置在整个光伏发电系统中起到举足轻重的作用，无论是储存系统多余的发电量，还是在环境光照强度不足时弥补光伏电池的输出功率，都起到了关键作用。储能系统包含了蓄电池充放电模块和超级电容充放电模块，最后连接到直流母线上完成能量的双向流动。1.1储能模块的建模和参数设置在Simulink中搭建合适的仿真电路模型可以有效地验证理论依据的可靠性。下面将分别进行蓄电池模块、超级电容模块的参数设置。图4-1Simulink中的电源模块首先，从Simulink的ExtraSources中选中我们所需要的蓄电池（Battery）模块，并且设置参数。图4-2Battery模块的参数设置图4-2给出了蓄电池模块的模块和参数设置。通过Parameters中的“type”选择目前常用的铅酸电池，参数设置为：标称电压为300V，额定容量为9.6Ah，初始荷电状态为90%，蓄电池的响应时间为30s，其它设置参数采用默认值。图4-3超级电容模块的参数设置混合储能系统的另一个模块是超级电容，图4-3给出了超级电容模块的参数设置。标称电压给定为300.6V，额定电容值给定为15.6F，内初始电压给定200V，其他参数设置采用默认值。1.2双向DCDC变换器建模和参数设置在配备储能系统的光伏发电系统中，能量是可以在储能模块与母线之间互相流动的，而想要超级电容和蓄电池处在最佳工作状态完成能量的存储和释放，就需要使用双向DC-DC变换器来调节输入和输出。在光伏发电系统中，蓄电池、超级电容与DC-DC连接的方式有很多种，可以根据设计的整体系统来选择连接的电路。图4-4所示的为蓄电池和超级电容的DC-DC变换器的电路等效图。图4-4混合储能系统双向DC-DC变换器控制电路图4-4中Ubatt为蓄电池电压，Ibatt为蓄电池输出电流，Lbatt为蓄电池回路电感，Usc为超级电容电压，Isc为超级电容输出电流，L当系统处在孤岛运行模式下，如何保持供电母线电压的稳定性是储能系统的重点。通过超级电容和蓄电池各自的优点互补，改善负载工作过程中对母线电压造成的波动。混合储能系统的连接结构如图4-4所示。图4-5和图4-6给出了蓄电池和超级电容经过DC-DC变换器的连接电路图的仿真模型。另外，为了便于光伏储能发电系统整体的仿真运行，采用子系统的封装方法来优化仿真模型，封装后的储能单元模块如图4-7所示。图4-5蓄电池和双向DC-DC变换器的连接电路图图4-6超级电容和双向DC-DC变换器的连接电路图在Simulink中的储能单元和双向DC-DC变换器的连接电路图的子系统封装图如下所示：图4-7蓄电池和双向DC-DC变换器子系统封装图在图4-7中，S1和S2表示DC-DC变换器中开关管的PWM脉冲信号输入，“+”和“-”分别为DC-DC变换器的正极和负极。1.3储能系统充放电控制策略超级电容和蓄电池采用的充放电控制原理大体上是一样的，蓄电池充放电的控制框图如图4-8所示。图4-8充放电控制的控制框图该控制策略是采用电压外环控制和电流内环控制的双闭环。电流环和电压环使用PI调节器REF_Ref71150344\r\h[18]。对于所谓电压环而言，就是让实际电压能够跟踪稳定参考电压REF_Ref71150344\r\h[18]。电流环的作用就是让实际电流能够跟踪参考电流REF_Ref71150344\r\h[18]。采用双闭环控制能够让系统的动态响应速度得到进一步的提升。图4-9蓄电池双闭环控制的仿真模型为了保证储能电池的使用寿命，防止电池的过放和过充，取电池的SOC状态保持在20%~80%。如果蓄电池的SOC大于100%或小于20%时，控制算法将阻断PWM脉冲，此时DC-DC双向变换器也会中止工作，也就是蓄电池会在低于20%时停止放电，高于100%时停止充电。图4