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随着对新能源发电技术研究的不断深入,风能、太阳能等清洁能源代替传统化石能源成为世界各国关注的核心问题。受到自然环境的影响,风能具有随机性、波动性及间歇性等特点,因此,不稳定的大规模风电并网对电能质量、系统稳定性以及发电计划调度均会带来损害。随着电力电子技术的不断发展,通常为风电场配套安装储能系统,其中混合储能系统因其具有能量型和功率型的特点,能够很好地完成对风电功率波动平抑的工作;储能系统的容量配置和系统控制直接影响到并网效果以及系统经济性,因此,本文针对混合储能系统容量配置及控制结构的优化做出研究,主要内容如下:1、根据对储能系统的控制能力及系统经济性确定混合储能系统拓扑结构及工作原理;分别给出锂电池及超级电容器的结构和原理分析,根据储能设备特点建立等效模型,基于等效模型分析了锂电池和超级电容器充放电特性及荷电状态与电压的关系。2、分析风电功率输出特性,对实测风电功率傅里叶变换,确定为满足并网技术规定需将低频功率直接并网,中高频分配给混合储能系统;考虑风电场经济性选择出口侧集中配置储能设备,在Matlab中建立容量配置模型,采用滑动平均滤波获得混合储能系统参考功率,用变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)结合希尔伯特变换积分得到的边际谱确定分频点,将低频和高频段功率依据超级电容器与锂电池的物理特性分配,最后对系统经济性评估。3、在考虑混合储能设备充放电深度与寿命关系的基础上,本文提出荷电状态(State of Charge,SOC)反馈模糊控制策略应用于储能系统功率二次调整中,采用布谷鸟算法-支持向量回归机(Cuckoo Search-Support Vector Regerssion,CS-SVR)对风电功率短期预测,该优化算法与基于传统粒子群算法、灰狼算法参数优化预测效果对比,对风电短期预测具有更良好的精度,将预测计算得到的荷电状态与参考荷电状态做差,采用模糊反馈控制策略通过DC/DC变换器及时调整功率输出,避免锂电池与超级电容器过充过放,延长设备使用寿命;将本文提出控制方案与未加入控制方案仿真对比得出,模糊控制策略既满足了风电场输出功率平抑目标又可以防止混合储能系统的饱和或枯竭,实现经济效益与应用价值。