新能源聯(lián)合供電系統(tǒng)能量管理與控制

文/袁方方 陳哲 李燕

1 主要研究內(nèi)容

在研究的過程中主要從功率轉(zhuǎn)換、基本結(jié)構(gòu)以及能源管理方面進(jìn)行研究。

1.1 基本結(jié)構(gòu)

新能源聯(lián)合供電系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的基本結(jié)構(gòu)是實(shí)施的基礎(chǔ)，這一過程中通常采用直流母線或交流母線的分式結(jié)構(gòu)，直流母線在應(yīng)用過程中將每種能源形勢(shì)連接一種DC-DC變換器，從而實(shí)現(xiàn)電能的直流輸出，將其直接并聯(lián)在直流母線上，實(shí)現(xiàn)電能的輸出。

交流母線則連接DC-AC變換器，但直流母線與交流母線對(duì)其起來具備較多的優(yōu)點(diǎn)，主要體現(xiàn)在以下方面：

（1）直流母線能夠直接的檢測(cè)電壓是否穩(wěn)定，不需要對(duì)頻率等問題進(jìn)行考慮，簡化了操作過程。

（2）直流形式傳輸電能能夠降低系統(tǒng)損耗，不需要考慮交流電網(wǎng)所造成的損耗。

（3）不會(huì)受到電壓不平衡的影響，能夠提升供電的可靠性。可見直流輸電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)更多，今后過程中可以加強(qiáng)對(duì)這一方法的應(yīng)用。

1.2 變換器

新能源供電系統(tǒng)應(yīng)用過程中主要對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行應(yīng)用，其主要分為發(fā)電裝置端、儲(chǔ)能裝置端以及負(fù)載端。新能源主要采用光伏電池進(jìn)行應(yīng)用，因此DC-DC電路設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該根據(jù)電路以及電流作為參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)變換器要求輸出的電壓保持在一定范圍內(nèi)，但應(yīng)用新能源后就需要太陽能電池輸出最大功率，將反饋信號(hào)變化為輸入電壓。儲(chǔ)能端DC-DC電路將直流母線與儲(chǔ)能裝置進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)雙向流動(dòng)，從而保證功率滿足需求。

1.3 能量管理策略

新能源聯(lián)合供電系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，可以對(duì)多種新能源進(jìn)行應(yīng)用，每種新能源均存在較大的差異，因此可以對(duì)不同能源進(jìn)行應(yīng)用，將不同新能源產(chǎn)生的電能進(jìn)行結(jié)合，來提升穩(wěn)定性，并且還能夠更好的對(duì)多種新能源進(jìn)行合理的利用，降低對(duì)不可再生能源的使用。新能源應(yīng)用過程中太陽能、風(fēng)能受到環(huán)境的影響較大，需要最大功率的進(jìn)行跟蹤以及控制，從而保證將能源最大程度進(jìn)行應(yīng)用，以提升其最大利用率。蓄電池這在這一過程中需要進(jìn)行充電以及放電，以保證其使用時(shí)間。在應(yīng)用過程中為了保證能源之間實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)與合作，應(yīng)該對(duì)合理的能量管理政策進(jìn)行制定。

2 聯(lián)合供電系統(tǒng)能量管理與優(yōu)化控制研究概況

2.1 直流母線整體能量最優(yōu)利用的協(xié)調(diào)控制

單一微源的應(yīng)用過程較為簡單，直流母線的應(yīng)用過程中則十分復(fù)雜，福利實(shí)用最大功率的跟蹤算法會(huì)造成能量的大量損失，并且會(huì)存在使用最大功率功率算法應(yīng)用偽最大功率點(diǎn)上，不利于母線的整體能量的協(xié)調(diào)以及控制。在應(yīng)用過程中通常對(duì)以上幾種方法進(jìn)行應(yīng)用來對(duì)直流母線的最大功率進(jìn)行跟蹤。

（1）全局掃描法，即通過掃描對(duì)直流母線的電壓值進(jìn)行得出，通過數(shù)值的比較來找出最大值點(diǎn)，該方法準(zhǔn)確性較高，但在檢測(cè)中會(huì)耗費(fèi)大量的能量。

（2）獨(dú)立最大功率跟蹤，分布式電源根據(jù)最大功率跟蹤方法單獨(dú)在最大功率點(diǎn)上進(jìn)行工作，利用二極管與直流母線實(shí)現(xiàn)連接，但這一方法若電壓偏低，能量不能滿足需求，則會(huì)造成能量難以進(jìn)入到母線之中，也會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)情況發(fā)生。

（3）固定直流母線電壓法。根據(jù)直流母線的固定工作環(huán)境、結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)來找出一個(gè)固定直流母線的電壓，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作的情況下，在這一點(diǎn)能夠保證輸出的功率較大，這一過程中對(duì)參數(shù)進(jìn)行跟蹤也會(huì)造成一定程度的損失。

2.2 多電源及多負(fù)載控制

聯(lián)合供電過程中需要對(duì)主從控制以及對(duì)等控制方面進(jìn)行重視，需要將“即插即用”以及“突增突減”需要控制在對(duì)等的基礎(chǔ)上，在這一控制過程中，每一個(gè)微源所起到的作用是相同的，微源之間并不是主從關(guān)系，不需要確定的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)通信技術(shù)進(jìn)行依賴，因此就較好的降低了對(duì)通信技術(shù)的依賴。每個(gè)電源可以結(jié)合自身的運(yùn)行狀況來對(duì)母線的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，微源在接入到母線或從母線斷開的過程中都不需要對(duì)其他微源進(jìn)行控制，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)微源滿足條件以后直接對(duì)母線進(jìn)行供電，若不滿足條件不進(jìn)行供電也不影響其他微源供電，不會(huì)對(duì)母線產(chǎn)時(shí)影響，從而提升其可靠性。

當(dāng)前對(duì)不同微源進(jìn)行應(yīng)用的過程中主要采用下垂控制方法，即應(yīng)用過程中只需要測(cè)量輸出端的電壓、電流就可以參與到電壓的調(diào)節(jié)過程之中，而不需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的通信情況進(jìn)行了解，這一情況下當(dāng)某個(gè)電源出現(xiàn)問題后，不會(huì)影響到其他電源的運(yùn)行，當(dāng)新的電源出現(xiàn)后，也不需要對(duì)原來的電源進(jìn)行調(diào)整與改動(dòng)，能夠較好的提升系統(tǒng)的可行性。

3 結(jié)語

隨著當(dāng)前時(shí)代的不斷發(fā)展，人們的用電量進(jìn)一步增多，為保證人們的用電需求就需要提升不可再生能源的耗費(fèi)，這一做法不利于可持續(xù)發(fā)展，并且隨著當(dāng)前對(duì)環(huán)境的重視程度進(jìn)一步有所提升，因此我們加強(qiáng)對(duì)可再生能源的應(yīng)用。可再生能源包括風(fēng)能、潮汐能以及太陽能等，以上能源都是純天然的，不僅可再生、對(duì)環(huán)境的影響較小，并且還能夠較好的降低成本。當(dāng)前全球范圍內(nèi)都面臨著生態(tài)問題以及能源危機(jī)，因此開發(fā)能源是十分必要的。