微电网蓄电池储能系统的分数阶PID控制方法研究

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随着清洁能源的不断发展和利用,微电网技术已经成为当前关注的热点问题。微电网是利用微电源、电力电子器件以及各种控制设备和储能设备组合而成,微电网可以独立于大电网单独运行。由于微电网中规模较小,系统本身的惯性也比较小,容易受到来自负荷波动的影响,因此在这种情况下,面对着各种波动性较大的潮流,相应的继电保护以及潮流控制难度较大。当前各种储能技术的快速发展,给解决微电网的控制问题提供一套有效的解决措施和手段。在当前的各种储能形式当中,蓄电池作为一种储能形式获得了广泛的应用,蓄电池获得广泛应用的根本原因在于其成本低廉。在当前微电网发展过程当中,功率平衡有着决定性的因素。本文主要是以蓄电池作为主要的研究对象,重点研究微电网在独立运行的方式下,恒功率控制模式对整个微电网的控制作用,本文的重点就是提出一套有效的恒功率充电控制方案,建立一套有效的恒功率控制策略。为了对微电网当中蓄电池的恒功率控制模型进行研究,在对PWM变压器模型进行研究的过程当中,采取了两种关键性的模型,一种就是三相静止坐标系模型,另外一种就是dq旋转坐标系模型。在不同的坐标系下推导出恒功率控制模型。在此基础上根据前馈解耦控制方式来对模型进行控制,并且在控制的过程当中引入SVPWM空间矢量方法来对控制性能进行优化。为了研究分数阶PID控制算法对于蓄电池恒功率充放电系统的控制效果,本文研究了分数阶PID控制的原理及控制方法,并且设计了分数阶PID控制器。研究结果表明,分数阶PID控制方法相较于整数阶控制方法效果更好。为了充分验证蓄电池对于整个微电网的支撑和控制作用,本文设计了微电网模型,微电网系统中的电源包括有风力发电机、柴油发电机以及蓄电池储能系统等等,本文对整个微电网系统进行仿真,通过仿真结果表明,本文所设计的储能系统可以有效保持系统内部功率平衡。
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