• ISSN 0258-2724
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电-氢孤岛直流微电网的分层能量管理

李奇 蒲雨辰 韩莹 陈维荣

晏致涛, 李杰, 张璞, 游溢, 宫博. 基于FLUENT的直流漏沙式风沙风洞研究[J]. 西南交通大学学报, 2020, 55(5): 994-1000, 1027. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180167
引用本文: 李奇, 蒲雨辰, 韩莹, 陈维荣. 电-氢孤岛直流微电网的分层能量管理[J]. 西南交通大学学报, 2020, 55(5): 912-919. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180457
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Citation: LI Qi, PU Yuchen, HAN Ying, CHEN Weirong. Hierarchical Energy Management for Electric-Hydrogen Island Direct Current Micro-grid[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(5): 912-919. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180457

电-氢孤岛直流微电网的分层能量管理

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20180457
基金项目: 国家自然科学基金(51977181);四川省科技计划项目(19YYJC0698);霍英东教育基金会高等院校青年教师基金(171104);国家重点研发计划(2017YFB1201003-019)
详细信息
    作者简介:

    李奇(1984—),男,教授,研究方向为轨道交通新能源技术、综合能源系统运行与控制等,E-mail:liqi0800@163.com

Hierarchical Energy Management for Electric-Hydrogen Island Direct Current Micro-grid

  • 摘要: 为了实现电-氢混合储能微电网的控制与运行,提出一种该类孤岛直流微电网的全天候能量管理方法,在满足负载需求功率、控制母线电压的基础上,将微网多余电能向化学能及氢能转化,且将储存的能量通过燃料电池及蓄电池适时运用于微网功率缺额的情况;通过对各电源、负载设备DC/DC变换器控制以及管理层的协调控制,实现了该系统的能量管理;基于MATLAB/Simulink软件平台,验证了该文能量管理方法的有效性. 研究结果表明:电-氢微电网在运行过程中母线电压波动幅度小于0.33%,远小于5.00%的运行要求;锂电池等效荷电状态及储氢罐等效荷电状态初末值变化幅度分别为4.0%和0.2%,储能系统运行稳定;该能量管理方法能够在保持电-氢系统稳定运行的前提下,无需外界提供额外能量即可确保该系统的全天候正常运行.

     

  • 图 1  孤岛微电网拓扑结构

    Figure 1.  Topological structure of micro-grid

    图 2  孤岛直流微电网系统控制

    Figure 2.  Control diagram of island DC micro-gid

    图 3  储能系统约束

    Figure 3.  Constraint of energy storage system

    图 4  储能系统功率分配系数曲线及系统滞环

    Figure 4.  Power distribution coefficient and hysteresis loop of hydrogen storage system

    图 5  负载工况曲线

    Figure 5.  Curves of load consumption

    图 6  系统功率变化曲线

    Figure 6.  Power curves of system

    图 7  系统SOCSOHC变化曲线

    Figure 7.  Curves of SOC and SOHC

    图 8  产氢、耗氢速率及母线电压曲线

    Figure 8.  Rate of production and consumption of hydrogen and the curve of bus voltage

    表  1  微源参数

    Table  1.   Parameters of micro sources

    微源参数数值
    锂电池容量/(A•h)300
    SOC 初值/%40
    最大功率/W ± 1 500
    储氢罐体积/L18
    最大压强/MPa35
    SOHC 初值/%39.0
    电解槽最大功率/W2 500
    燃料电池最大功率/W1 260
    输出电压/V24
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-05-31
  • 修回日期:  2019-02-27
  • 网络出版日期:  2019-02-28
  • 刊出日期:  2020-10-01

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