微电网中基于快速开关的电池管理系统的研究
为缓解全球能源危机和环境污染等问题,风、光等分布式可再生能源受到了越来越多的关注。基于分布式电源建立的微电网发电是对风、光等清洁能源的有效开发和利用,但分布式电源的特性导致微电网运行时电力系统波动较大,而电池管理系统通过控制微电网中的储能电池组可有效平抑波动。在此背景下,本文对微电网中电池管理系统的控制开关及电池荷电状态（SOC）的估算进行了研究。文中首先阐述了微电网的基本结构以及运行方式,确定了本文研究的微电网结构类型,完成了微电网的构建和储能系统的设计,并指出微电网中电池管理系统的控制开关速度和SOC估计对系统运行的重要性。其次,第三章分析了储能电池组切换开关延迟时间对系统造成的危害,提出了将快速开关应用于电池管理系统中,利用快速开关代替传统开关建立了电池管理系统结构模型,并对快速开关的核心驱动进行了详细设计,随后通过实验验证了快速开关的优越性。然后,第四章对电池管理系统SOC算法进行了深入研究,分析了安时（Ah）积分法和卡尔曼滤波（KF）法的基本原理以及各自的特点,提出了扩展卡尔曼滤波（EKF）修正Ah积分法估算SOC,建立了蓄电池等效电路模型并验证了等效模型的准确性,接着利用等效电路模型建立EKF修正Ah积分法估算SOC,并对EKF法修正Ah积分法进行了仿真验证,结果表明该方法可准确估算SOC,且具有一定的抗干扰性。最后,文中第五章依据第二章设计的微电网结构,利用实际数据建立了微电网模型,并对改进后的电池管理系统在微电网的作用进行了仿真验证与分析,结果表明快速开关的应用缩短了状态切换时的延迟时间,SOC算法的改进提高了微电网中储能电池组的使用效率,最终验证了优化后的电池管理系统可有效平抑微电网的波动。
- 作者：
- 梁亚锋
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2018年
- 导师姓名：
- 王延平
- 中图分类号：
- TM91
- 关键词：
- 微电网；快速开关；电池管理系统；SOC算法；卡尔曼滤波
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