分布式光儲(chǔ)互補(bǔ)系統(tǒng)建模與仿真方案簡(jiǎn)析

一般在分布式發(fā)電系統(tǒng)中，由于各種能量電源很容易受外界條件（如光照、溫度、風(fēng)速等）因素的影響，造成功率波動(dòng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)是一個(gè)可完能量存儲(chǔ)和釋放的系統(tǒng)，具有平滑過渡、削峰填谷、調(diào)頻調(diào)壓等功能。可以使太陽能、風(fēng)能發(fā)電平滑輸出，減少其隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性給電網(wǎng)和用戶帶來的沖擊，確保不間斷供電。

本文主要針對(duì)光儲(chǔ)系統(tǒng)，驗(yàn)證當(dāng)系統(tǒng)中光伏功率波動(dòng)時(shí)，儲(chǔ)能對(duì)整體系統(tǒng)功率波動(dòng)的抑制效果。

獨(dú)立儲(chǔ)能并網(wǎng)系統(tǒng)建模

獨(dú)立儲(chǔ)能系統(tǒng)主要包括儲(chǔ)能變流器及控制、儲(chǔ)能電池的管理，以及監(jiān)控與調(diào)度管理單元等部分。 常用的變流器控制策略有PQ控制、VF控制、下垂控制、虛擬同步機(jī)控制等方式。**

根據(jù)情況，搭建儲(chǔ)能系統(tǒng)模型，模型中儲(chǔ)能及儲(chǔ)能換流器系統(tǒng)通過升壓變壓器接到10KV電網(wǎng)，系統(tǒng)額定功率15KW，整體模型如下**

儲(chǔ)能系統(tǒng)整體模型

儲(chǔ)能并網(wǎng)主電路

控制部分采用基于PQ控制的雙閉環(huán)控制，無功給定為0，通過改變有功功率參考值的正負(fù)可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能的充電或放電。

雙閉環(huán)PQ控制

模型中功率給定在1s時(shí)由1pu變?yōu)?1pu，可以觀測(cè)到儲(chǔ)能出口功率及電池SOC變化，1s前蓄電池以額定功率放電，SOC減小，1s后，電池以額定功率充電，SOC逐漸上升。

并網(wǎng)處電壓、電流、有功無功

蓄電池SOC、充放電電流、電池電壓

光儲(chǔ)互補(bǔ)系統(tǒng)建模

采用之前介紹過的三相光伏并網(wǎng)模型，光伏系統(tǒng)額定功率（光照1000，溫度25）100KW，在交流側(cè)并聯(lián)儲(chǔ)能系統(tǒng)。設(shè)定整體光儲(chǔ)系統(tǒng)額定輸出功率100KW，當(dāng)外部條件發(fā)生變化時(shí)，通過對(duì)儲(chǔ)能的控制，使整體系統(tǒng)交流電網(wǎng)側(cè)輸出功率始終保持在1000KW。 整體仿真模型如圖所示

光儲(chǔ)系統(tǒng)模型

簡(jiǎn)單協(xié)調(diào)控制部分如圖，整體額定功率減光伏輸出功率作為儲(chǔ)部分的參考功率

功率分配控制

當(dāng)溫度25，光照1000時(shí)，光伏輸出功率為整體額定功率，此時(shí)儲(chǔ)部分既不發(fā)出也不吸收功率，仿真結(jié)果如下

光伏輸出功率

光儲(chǔ)系統(tǒng)PCC處功率

儲(chǔ)能輸出功率、電壓、電流

蓄電池SOC、充放電電流、電池電壓

按如下條件在模型運(yùn)行過程中，手動(dòng)改變外部條件，結(jié)果如下

外界條件設(shè)置

光儲(chǔ)系統(tǒng)PCC處功率

光伏輸出功率

儲(chǔ)能輸出功率、電壓、電流

蓄電池SOC、充放電電流、電池電壓

可以看出，在光伏外部條件發(fā)生變化時(shí)，光伏輸出功率隨之波動(dòng)，但由于儲(chǔ)能的存在，整體系統(tǒng)輸出功率始終保持不變（100KW）。