【摘 要】
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随着新能源并网技术快速发展,光伏发电在电网系统中所占比率在逐年提高。但光伏输出功率存在较强的随机性和波动性,单一的储能器件不能够充分地体现储能优势来吞吐光伏输出的能量,采用混合储能系统合理分配各元件的输出功率是目前研究的重点及难点;同时,为提高并网效率,电网采用了大量的电力变换器,从而引起电网系统频率抗干扰能力及电压耐受能力变低,给电力系统并网的稳定运行带来另一突出问题。针对以上两个问题,通过对储
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随着新能源并网技术快速发展,光伏发电在电网系统中所占比率在逐年提高。但光伏输出功率存在较强的随机性和波动性,单一的储能器件不能够充分地体现储能优势来吞吐光伏输出的能量,采用混合储能系统合理分配各元件的输出功率是目前研究的重点及难点;同时,为提高并网效率,电网采用了大量的电力变换器,从而引起电网系统频率抗干扰能力及电压耐受能力变低,给电力系统并网的稳定运行带来另一突出问题。针对以上两个问题,通过对储能协调控制策略和电机对（motor-generator pair,MGP）系统并网可行性分析两条路线来围绕光伏-MGP系统并网的储能协调控制进行研究。一方面,提出优化的混合储能控制策略合理平抑光伏输出的随机波动功率,利用两个储能器件特性协调分配承担功率,使输出稳定直流母线电压,保证功率的平衡;另一方面,通过加入MGP系统,给电网补给较大的惯性和阻尼,从而提升光伏并网的稳定性。论文主要包含以下工作内容:（1）研究MGP系统并网新方法可行性。通过与直接并网方式对比分析出MGP系统具有可靠惯性响应、高阻尼以及暂态电压隔离特性,得出MGP系统并网具有较好抗频率波动能力。提出了直流电动机-永磁同步发电机组成MGP系统的并网可行性方案。（2）制定了光伏-MGP系统的混合储能控制策略。利用蓄电池和超级电容二者互补性特点,研究功率平衡特性、设计储能器件功率分配以及充放电控制方法,实现混合储能系统合理的功率分配和能量管理的优化。同时,设计MGP系统并网调频控制,当系统中有功负荷出现波动时,实现频率调节,保证机械功率和输出电磁功率的平衡,给电网输入稳定电力。（3）对整体控制系统搭建数学模型及参数设计。系统模型能够在RT-LAB实时仿真平台稳定运行,验证了光伏-MGP系统并网方法的可行性。同时,与固定时间常数的低通滤波器功率分配方法作对比,验证制定的混合储能控制策略的合理性和优越性,其能够实时地协调两储能器件,避免过充过放现象,实现光伏发电系统的并网稳定运行。
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