一種適用于光伏并網(wǎng)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配策略

米根鎖，穆艷停

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一種適用于光伏并網(wǎng)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配策略

米根鎖，穆艷停

（蘭州交通大學(xué)自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

針對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏微電源出力的波動(dòng)性和間歇性，將蓄電池和超級(jí)電容器構(gòu)成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)HESS（hybrid energy storage system）應(yīng)用到光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中可以實(shí)現(xiàn)光伏功率平滑、能量平衡以及提高并網(wǎng)電能質(zhì)量。在同時(shí)考慮蓄電池的功率上限和超級(jí)電容的荷電狀態(tài)（SOC）的情況下，對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)提出了基于超級(jí)電容SOC的功率分配策略；該策略以超級(jí)電容的SOC和功率分配單元的輸出功率作為參考值，對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電過(guò)程進(jìn)行設(shè)計(jì)。超級(jí)電容和蓄電池以Bi-direction DC/DC變換器與500 V直流母線連接，其中超級(jí)電容通過(guò)雙閉環(huán)控制策略對(duì)直流母線電壓進(jìn)行控制。仿真結(jié)果表明，所提功率分配策略能對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)功率合理分配，而且實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)并網(wǎng)，穩(wěn)定了直流母線電壓。

光伏發(fā)電；蓄電池；超級(jí)電容；荷電狀態(tài)；功率分配策略

隨著可再生能源的不斷發(fā)展，裝機(jī)容量的逐漸增大，發(fā)展含分布式能源的直流微網(wǎng)技術(shù)已成為研究熱點(diǎn)[1-2]。但是，由于一天中太陽(yáng)光的輻射度和天氣的溫度變動(dòng)不定，光伏微電源出力的波動(dòng)性和間歇性等問(wèn)題對(duì)直接接入電網(wǎng)造成一定的影響，需要配置一定容量的儲(chǔ)能裝置來(lái)解決這一問(wèn)題[3-5]。

儲(chǔ)能裝置一般分為能量型和功率型，能量型中常用的是蓄電池，功率型中常用的是超級(jí)電容[6]。由蓄電池和超級(jí)電容組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)可以充分利用二者的互補(bǔ)特性來(lái)滿足光伏并網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)能的需求[7-10]。文獻(xiàn)[11-12]關(guān)于光伏-蓄電池并網(wǎng)的控制策略和能量管理做了研究，但對(duì)超級(jí)電容器與蓄電池二者混合接入光伏并網(wǎng)系統(tǒng)彌補(bǔ)波動(dòng)功率并沒(méi)有作進(jìn)一步的研究。文獻(xiàn)[13]在與大電網(wǎng)隔離的情況下，將蓄電池和超級(jí)電容器按照有源結(jié)構(gòu)組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)與直流母線連接，然后，其與微網(wǎng)之間經(jīng)過(guò)能量雙向流動(dòng)對(duì)系統(tǒng)功率平衡與穩(wěn)定進(jìn)行控制，但是對(duì)并網(wǎng)情況下混合儲(chǔ)能的充放電情況沒(méi)有進(jìn)行研究。文獻(xiàn)[14-15]對(duì)低通濾波法在進(jìn)行功率分配時(shí)存在濾波時(shí)間常數(shù)難以計(jì)算的問(wèn)題，就蓄電池與超級(jí)電容提出一種由超級(jí)電容SOC來(lái)決定二者如何合理分配功率的思路，通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)證明了新提出的方法在處理典型周期性功率波動(dòng)方面的優(yōu)勢(shì)，但是，在超級(jí)電容荷電狀態(tài)處于優(yōu)勢(shì)充放電時(shí)，并沒(méi)考慮蓄電池是否處于壽命最佳狀態(tài)。

本文在文獻(xiàn)[14-15]的基礎(chǔ)上，首先將混合儲(chǔ)能應(yīng)用到光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，完成功率補(bǔ)償。然后，把蓄電池的功率和超級(jí)電容的SOC作為變量對(duì)象，對(duì)此提出了基于超級(jí)電容SOC的功率分配策略，在此基礎(chǔ)上也對(duì)蓄電池和超級(jí)電容充放電的控制過(guò)程進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

1 基于HESS的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖1為基于HESS的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由3部分組成：①光伏陣列和Boost升壓變換器，這部分的作用是實(shí)現(xiàn)電壓升壓，同時(shí)采用最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）控制實(shí)現(xiàn)光能的最大利用；②DC/AC逆變器和濾波裝置的并網(wǎng)部分用以實(shí)現(xiàn)直流到交流電壓的逆變；③Bi-direction DC/DC變換器連接的混合儲(chǔ)能部分，此部分由用于匹配光伏發(fā)電功率和并網(wǎng)功率之間的不平衡，通過(guò)所提功率分配策略對(duì)偏差功率進(jìn)行合理、有效的控制。

圖1中，ref為參考功率，pv為光伏電池陣列在光照強(qiáng)度變化下經(jīng)MPPT控制輸出的功率；grid為經(jīng)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)吞吐波動(dòng)功率后的實(shí)際并網(wǎng)功率，bat、sc分別為蓄電池側(cè)和超級(jí)電容側(cè)的功率，則直流母線的功率平衡方程如式(1)所示

圖1 基于HESS的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

當(dāng)功率ref為正時(shí)，混合儲(chǔ)能放電；為負(fù)時(shí)，混合儲(chǔ)能充電。

2 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配及控制

2.1 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)功率分配

考慮蓄電池的功率上限和超級(jí)電容的荷電狀態(tài)（SOC），對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)提出了基于超級(jí)電容SOC的功率分配策略，即bat=(SOCsc)。傳統(tǒng)的(SOCsc)函數(shù)形式[15]是單調(diào)遞減的帶有上下限的線性函數(shù)，如圖2所示。但是，在圖2中蓄電池參考功率batref與超級(jí)電容SOC交界處，其荷電狀態(tài)在遇到波動(dòng)性較大的光伏發(fā)電功率時(shí)，造成蓄電池參考功率在充放電狀態(tài)來(lái)回切換，這樣使蓄電池的使用壽命大大降低。為了充分利用超級(jí)電容循環(huán)壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，將傳統(tǒng)的基于超級(jí)電容SOC的功率分配策略進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的功率分配策略如圖3所示。圖3中在超級(jí)電容SOC處于優(yōu)先充放電區(qū)時(shí)，完全由超級(jí)電容進(jìn)行充（放）電來(lái)吸收（提供）光伏發(fā)電并網(wǎng)所產(chǎn)生的功率波動(dòng)。當(dāng)功率參考指令ref為正值時(shí)電路放電，為負(fù)值時(shí)電路充電，況且當(dāng)超級(jí)電容SOC接近上（下）限時(shí)，蓄電池的參考功率將會(huì)增大，承擔(dān)更多的功率，并且在系統(tǒng)放電情況下，超級(jí)電容優(yōu)先達(dá)到放電極限時(shí)，蓄電池會(huì)給其充電。因此，改進(jìn)后的功率分配策略能夠使超級(jí)電容SOC不超過(guò)其上下限的范疇，這樣超級(jí)電容就不會(huì)出現(xiàn)過(guò)充、過(guò)放現(xiàn)象。

超級(jí)電容SOC的閥值分類如圖4所示，圖中將超級(jí)電容SOC分為5個(gè)區(qū)間，這5個(gè)區(qū)間分別是過(guò)放區(qū)間、蓄電池放電調(diào)節(jié)區(qū)間、超級(jí)電容優(yōu)先充放電區(qū)間、蓄電池充電調(diào)節(jié)區(qū)間、過(guò)充區(qū)間。SOCsc_u和SOCsc_d分別為超級(jí)電容優(yōu)先充放電區(qū)的上限和下限；SOCsc_max為蓄電池充電調(diào)節(jié)區(qū)間與過(guò)充區(qū)間的臨界值；SOCsc_min為蓄電池放電調(diào)節(jié)區(qū)間與過(guò)放區(qū)間的臨界值。當(dāng)SOC處于超級(jí)電容優(yōu)先充放電區(qū)[SOCsc_u，SOCsc_d]時(shí)，只有超級(jí)電容工作在充放電狀態(tài)，蓄電池不工作；當(dāng)SOC處于[SOCsc_min，SOCsc_d]和[SOCsc_u，SOCsc_max]時(shí)，蓄電池的參考功率根據(jù)超級(jí)電容SOC的變化而設(shè)定；當(dāng)SOC處于過(guò)放區(qū)[0，SOCsc_min]和過(guò)充區(qū)[SOCsc_max，100%]時(shí)，限定蓄電池充放電功率，防止超級(jí)電容過(guò)充過(guò)放。

圖2 傳統(tǒng)的Pbatref-SOCsc曲線

圖3 改進(jìn)的Pbatref-SOCsc曲線

圖4 超級(jí)電容SOC的閥值分類圖

式(2)、式(3)分別為圖2和圖3曲線所對(duì)應(yīng)的公式，其中max為ref絕對(duì)值的上限；batref和scref分別為超級(jí)電容和蓄電池的功率指令。

2.2 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制

在對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行功率分配時(shí)，將光伏發(fā)電功率與并網(wǎng)功率做差得到總的充放電參考功率ref，將ref與超級(jí)電容的SOC作為輸入通過(guò)公式(3)進(jìn)行功率分配分別得到蓄電池和超級(jí)電容的充放電參考功率batref與scref，然后蓄電池與超級(jí)電容的充放電參考功率除以相應(yīng)儲(chǔ)能元件各自所對(duì)應(yīng)的端電壓得到其充放電參考電流batref與scref。其中，batref與反饋電流L作比較由PI控制器調(diào)節(jié)其偏差，經(jīng)PWM脈寬調(diào)制產(chǎn)生占空比對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電控制。而超級(jí)電容由于采用雙閉環(huán)控制策略（即電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)）不僅要按照功率分配給定scref進(jìn)行充放電，而且還要穩(wěn)定直流母線電壓。參考電壓dcref與實(shí)時(shí)直流母線電壓dc作差，經(jīng)PI補(bǔ)償后與scref和反饋電流L作比較由PI控制器調(diào)節(jié)，經(jīng)PWM脈寬調(diào)制產(chǎn)生占空比對(duì)超級(jí)電容進(jìn)行充放電控制。其充放電控制框圖如圖5所示。

圖5 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)基于超級(jí)電容SOC的功率分配策略的充放電控制框圖

3 仿真分析

為了驗(yàn)證蓄電池與超級(jí)電容混合儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)功率波動(dòng)的平滑作用以及所提的基于超級(jí)電容SOC的功率分配策略的有效性，利用Matlab/Simulink仿真軟件進(jìn)行仿真分析，搭建了如圖1所示結(jié)構(gòu)的仿真模型。參數(shù)設(shè)置：光伏電池陣列在標(biāo)況（=1 000 W/m2、=25 ℃）下，其開路電壓和最大功率點(diǎn)電壓分別為370 V和350 V，短路電流和最大功率點(diǎn)電流分別為73.5 A和71.6 A；交流并網(wǎng)點(diǎn)相電壓、電網(wǎng)頻率為220 V、50 Hz；直流母線參考電壓為500 V；根據(jù)光伏波動(dòng)功率及并網(wǎng)功率設(shè)定混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率上限max為5000 W；超級(jí)電容SOC閥值中SOCsc_min、SOCsc_d、SOCsc_u、SOCsc_max的參數(shù)分別為35%、40%、50%、60%。在選擇蓄電池種類時(shí)考慮鉛酸蓄電池是因?yàn)樵陔娏ο到y(tǒng)中它是使用時(shí)間最長(zhǎng)，技術(shù)也最成熟的電池種類。表1就是鉛酸蓄電池和超級(jí)電容的參數(shù)表。

表1 鉛酸蓄電池和超級(jí)電容參數(shù)表

在進(jìn)行仿真時(shí)，光照強(qiáng)度變化、光伏發(fā)電功率波動(dòng)、并網(wǎng)功率以及儲(chǔ)能系統(tǒng)整體吞吐功率曲線分別如圖6(a)～6(d)所示。圖中b-sc為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)整體提供和吸收的功率。圖6(b)中光伏電池發(fā)電功率隨著光照強(qiáng)度的變化出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)，為了消除波動(dòng)實(shí)現(xiàn)恒功率并網(wǎng)，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)此進(jìn)行了抑制，當(dāng)功率為負(fù)時(shí)，混合儲(chǔ)能充電；當(dāng)功率為正時(shí)，混合儲(chǔ)能放電。

混合儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)功率分配策略得到的功率曲線圖以及其荷電狀態(tài)的變化圖如圖7所示，b為蓄電池所分配的功率；sc為超級(jí)電容所分配的功率；SOC（蓄電池）、SOC（超級(jí)電容）分別為蓄電池的荷電狀態(tài)和超級(jí)電容的荷電狀態(tài)。圖7(a)和7(b)中顯示了基于超級(jí)電容SOC功率分配策略的有效性，在0～2 s時(shí)間內(nèi)，超級(jí)電容與蓄電池共同充電來(lái)吸收光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)多余的功率。其中，在1.3 s時(shí)，由圖7(c)中可以看出超級(jí)電容的SOC增長(zhǎng)到60%，按照功率分配策略超級(jí)電容優(yōu)先達(dá)到其SOC充電上限，此刻開始完全由蓄電池承擔(dān)充電功率。2.0～3.0 s以后光伏發(fā)電無(wú)法滿足并網(wǎng)功率需求，需要混合儲(chǔ)能放電來(lái)滿足需求。從圖7(d)中可以看出，在3.0～5.1 s時(shí)超級(jí)電容SOC處于優(yōu)先充放電區(qū)，蓄電池不參與功率分配，完全由超級(jí)電容進(jìn)行放電來(lái)提供功率需求。在5.1～8.0 s這段時(shí)間內(nèi)，超級(jí)電容SOC處于蓄電池放電調(diào)節(jié)區(qū)間，超級(jí)電容和蓄電池共同放電來(lái)彌補(bǔ)并網(wǎng)功率的不足。由于超級(jí)電容連續(xù)放電，在8.1 s時(shí)其荷電狀態(tài)達(dá)到了放電下限35%，為了防止其過(guò)放，蓄電池同時(shí)放電為超級(jí)電容充電。8.5～10 s期間由混合儲(chǔ)能共同充電吸收多余的并網(wǎng)功率。

圖6 功率波動(dòng)及儲(chǔ)能平滑曲線

圖8 并網(wǎng)A相的電壓電流

圖9 直流母線電壓

混合儲(chǔ)能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行起到了至關(guān)重要的作用：①平衡了并網(wǎng)的功率；②穩(wěn)定直流母線電壓。從平衡并網(wǎng)功率而言，以光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)A相電壓和電流為例，從圖8中可以明顯看出，光伏并網(wǎng)的電壓和電流都顯示出其波形正弦度高、諧波小、功率因數(shù)為1的特征，也實(shí)現(xiàn)良好的并網(wǎng)要求。同時(shí)，圖9也顯示了混合儲(chǔ)能對(duì)直流母線的穩(wěn)壓作用。

4 結(jié) 論

針對(duì)平抑間歇性光伏微電源的出力波動(dòng)，本文研究了超級(jí)電容/蓄電池混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，并提出了一種基于超級(jí)電容SOC的功率分配策略，該策略將根據(jù)超級(jí)電容荷電狀態(tài)反饋調(diào)節(jié)蓄電池充放電，達(dá)到延長(zhǎng)蓄電池使用壽命的目的。仿真結(jié)果表明，該策略在彌補(bǔ)光伏發(fā)電功率波動(dòng)時(shí)，能夠合理分配蓄電池和超級(jí)電容的功率需求，而且限制了超級(jí)電容SOC的越限，使其始終維持在正常范圍內(nèi)。同時(shí)，蓄電池的充放電次數(shù)得到了減少，其使用壽命也得到了延長(zhǎng)。而且也實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電的單位因數(shù)并網(wǎng)和直流母線電壓的穩(wěn)定。下一步工作將在實(shí)際工程中進(jìn)行所提功率分配策略的驗(yàn)證，并對(duì)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)作進(jìn)一步研究和探討。

[1] 孟潤(rùn)泉, 劉家贏, 文波, 等. 直流微網(wǎng)混合儲(chǔ)能控制及系統(tǒng)分層協(xié)調(diào)控制策略[J]. 高電壓技術(shù), 2015, 41(7): 2186-2193.

MENG Runquan, LIU Jiaying, WEN Bo, et al. Control strategy of hybrid energy storage and hierarchical control of DC microgrid[J]. High Voltage Engineering, 2015, 41(7): 2186-2193.

[2] 李培強(qiáng), 段克會(huì), 董彥婷, 等. 含分布式混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏直流微網(wǎng)能量管理策略[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2017, 45(13): 42-48.

LI Peiqiang, DUAN Kehui, DONG Yanting, et al. Energy management strategy for photovoltaic DC microgrid with distributed hybrid energy storage system[J]. Power System Protection and Control, 2017, 45(13): 42-48.

[3] 張衛(wèi)東, 劉祖明, 申蘭先. 利用儲(chǔ)能平抑波動(dòng)的光伏柔性并網(wǎng)研究[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備, 2013, 33(5): 106-111.

ZHANG Weidong, LIU Zuming, SHEN Lanxian. Study of photovoltaic flexible grid connection using energy storage to suppress fluctuations[J]. Electric Power Automation Equipment, 2013, 33(5): 106-111.

[4] 邱培春, 葛寶明, 畢大強(qiáng). 基于蓄電池儲(chǔ)能的光伏并網(wǎng)發(fā)電功率平抑控制研究[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制, 2011, 39(3): 29-33.

QIU Peichun, GE Baoming, BI Daqiang. Study on power grid suppression control of photovoltaic grid-connected generation based on battery energy storage[J]. Power System Protection and Control, 2011, 39(3): 29-33.

[5] 李凡, 張建成. 基于儲(chǔ)能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)功率緩沖控制研究[J]. 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù), 2013, 2(6): 593-597.

LI Fan, ZHANG Jiancheng. Research on power buffer control of photovoltaic power generation system based on energy storage system[J]. Energy Storage Science and Technology, 2013, 2(6): 593-597.

[6] 陳雪丹, 陳碩翼, 喬志軍, 等. 超級(jí)電容器的應(yīng)用[J]. 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù), 2016, 5(6): 800-806.

CHEN Xuedan, CHEN Shuoyi, QIAO Zhijun, et al. Application of supercapacitors[J]. Energy Storage Science and Technology, 2016, 5(6): 800-806.

[7] 張純江, 董杰, 劉君, 等. 蓄電池與超級(jí)電容混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制策略[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2014, 29(4): 334-340.

ZHANG Chunjiang, DONG Jie, LIU Jun, et al. Control strategy of hybrid energy storage system with battery and super capacitor[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2014, 29(4): 334-340.

[8] 李逢兵, 謝開貴, 張雪松, 等. 基于鋰電池充放電狀態(tài)的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略設(shè)計(jì)[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2013, 37(1): 70-75.

LI Fengbing, XIE Kaigui, ZHANG Xuesong, et al. Control strategy design of hybrid energy storage system based on state of charge and discharge of lithium battery[J]. Automation of Electric Power Systems, 2013, 37(1): 70-75.

[9] 郭亮, 賈彥, 康麗, 等. 一種蓄電池和超級(jí)電容器復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)[J]. 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù), 2017, 6(2): 296-301.

GUO Liang, JIA Yan, KANG Li, et al. A battery and super capacitor composite energy storage system[J]. Energy Storage Science and Technology, 2017, 6(2): 296-301.

[10] DOUGAL R A, LIU S, WHITE R E. Power and life extension of battery-ultracapacitor hybrids[J]. IEEE Trans on Components and Packaging Technologies, 2002, 25(1): 120-131．

[11] ABDERRAHIM T, SAID B. Control and management of grid connected PV-battery hybrid system based on three-level DCI[C]//International Conference on Systems and Control. 2017: 439-444.

[12] 高志強(qiáng), 孟良, 梁賓, 等. 光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)控制策略[J]. 儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù), 2013, 2(3): 300-306. GAO Zhiqiang, MENG Liang, LIANG Bin, et al. Control strategies for a photovoltaic-energy storage hybrid system[J]. Energy Storage Science and Technology, 2013, 2(3): 300-306.

[13] 張國(guó)駒, 唐西勝, 齊智平. 超級(jí)電容器與蓄電池混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在微網(wǎng)中的應(yīng)用[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化, 2010, 34(12): 85-89.

ZHANG Guoxi, TANG Xisheng, QI Zhiping. Application of hybrid energy storage system with super capacitor and battery in microgrid[J]. Automation of Electric Power Systems, 2010, 34(12): 85-89.

[14] 常豐祺, 鄭澤東, 李永東. 一種新型混合儲(chǔ)能拓?fù)浼捌涔β史至魉惴╗J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2015, 30(12): 128-135.

CHANG Fengqi, ZHENG Zedong, LI Yongdong. A new hybrid energy storage topology and its power shunting algorithm[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2015, 30(12): 128-135.

[15] 丁若星, 肖曦, 王奎, 等. 混合儲(chǔ)能系統(tǒng)基于荷電狀態(tài)的功率分配方法[J]. 電力電子技術(shù), 2015, 49(3): 25-26+29.

DING Ruoxing, XIAO Wei, WANG Kui, et al. Power allocation method based on state of charge in hybrid energy storage system[J]. Power Electronics, 2015, 49(3): 25-26+29.

A power allocation strategy of a hybrid energy storage system for a PV grid-connected system

MI Gensuo,MU Yanting

(School of Automation & Electrical Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, Gansu, China)

A battery-supercapacitor hybrid energy storage system (HESS) is applied to a PV grid-connected system to deal with fluctuation and intermittency of the PV microgrid to achieve smooth photovoltaic system power output, balance and improve grid power quality. Considering the upper limit of the battery power and the state of charge (SOC) of the supercapacitor, a power distribution strategy is proposed for the hybrid energy storage system. The strategy uses the SOC of the supercapacitor and the output of the power allocation unit as a reference value to design the hybrid energy storage system charge and discharge processes. The supercapacitor and the battery are connected to the 500 V DC bus using a Bi-direction DC/DC converter. The supercapacitor controls the DC bus voltage through a double closed-loop control strategy. The simulation results show that the proposed power allocation strategy can rationally distribute the power of the hybrid energy storage system, achieve the grid connection of unit power factor and stabilize the DC bus voltage.

photovoltaic power generation; battery; super capacitor; state of charge; power distribution strategy

10.12028/j.issn.2095-4239.2018.0054

TM 615

A

2095-4239（2018）04-0726-06

2018-04-08；

2018-04-25。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51667013）。

米根鎖（1966—），男，教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)及應(yīng)用，E-mail：18219715303@163.com。