统一电能质量调节装置储能系统最优化设计-MIT.PDFVIP

统一电能质量调节装置储能系统最优化设计 1 1 1 1 1 1 张华赢 ，朱正国 ，胡子珩 ，姚森敬 ，黄志伟 ，史帅彬 2 2 2 韩蓄 ，邓珂琳 ，曹军威 1.深圳供电局有限公司，深圳 518000 2. 清华大学信息技术研究院，清华信息科学与技术国家实验室，北京100084 基金资助项目：国家 973 基础研究计划(2013CB228206)；国家自然科学基金；中国南方电网公 司科技项目（K-SZ2012-026 ）项目。 摘要 研究目的：在统一电能质量调节装置储能系统研发过程中，有效地匹配超级电容与蓄电池的组合方式及充 放电控制策略，建立一种既能满足大容量长时间的补偿需求，又能够应对高频率及高跌落深度 的电压暂降事件，同时将成本压缩到最低，对环境污染也尽可能最小的储能系统设计优化模型。 研究方法：以特定的电压暂降数据为依据，综合储能系统的蓄能元件超级电容和蓄电池的容量、补偿时间、 耐压等级、使用寿命和稳定性等各项设计及评价指标，利用数值分析的形式，计算出各指标内 部及外部独立的相互关系，建立一套衡量储能系统优化标准的评价体系，并结合充放电策略定 义全局的储能系统模型。 研究结果：通过对储能系统的各项评价指标及充放电策略进行数值分析，建立的优化模型包含了储能系统 的整套评价及优化流程，并利用标幺的方式定义了储能系统的优化程度。 结论：利用此优化模型设计的储能系统在统一电能质量调节装置的仿真中进行电压补偿仿真，完全符合高 频率及高跌落深度的补偿要求，并且利用模型的优化算法有效地控制了储能系统的整体使用寿 命及成本等比较关键的性能指标，对统一电能质量调节装置的研制有着指导借鉴作用。 关键词 统一电能质量调节；电压暂降；无功补偿；储能系统；超级电容；蓄电池； Optimal Design of Energy Storage for Unified Power Quality Conditioners 1 1 1 1 1 1 ZHANG Huaying , Zhu Zhengguo , HU Ziheng , YAO Senjing , HUANG Zhiwei , SHI Shuaibin 2 2 2 HANXu , DENG Kelin , CAO Junwei 1. Shenzhen Power Supply Co. Ltd., Shenzhen 518000, China 2. Research Institute of Information Technology, Tsinghua National Laboratory for Information Science and Technology, Tsinghua University, Beijing 100084,China This work was supported by grants from the National 973 Basic Research Program (2013CB228206), National Natural Science Foundation of China and China Southern Power Grid (K-SZ2012-026). Corresponding author: CAO Junwei Tel:+86(10 E-mail: jcao@tsinghua.edu.cn Abstract Objective: This work aims to develop an optimal model of energy storage for a unified power quality conditione