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電池儲能技術(shù)可用于改善電網(wǎng)暫態(tài)響應(yīng),提高電網(wǎng)抗擾動能力,受到廣泛關(guān)注。但傳統(tǒng)仿真軟件缺少準(zhǔn)確的電池儲能系統(tǒng)組件模型,一定程度上影響了分析儲能系統(tǒng)響應(yīng)特性的準(zhǔn)確度。提出一種計及電池充放電功率及充放電次數(shù)限制的無時延電池儲能系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)模型。該模型由有功/無功解耦控制部分、模型接口部分以及儲能系統(tǒng)限制環(huán)節(jié)三部分組成。利用電力系統(tǒng)分析綜合程序,基于節(jié)點(diǎn)電流注入法對控制模型進(jìn)行搭建,并選取EPRI-7標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,仿真結(jié)果表明該模型具有良好的植入性,并且在給定工況下具有與理論分析一致的出力特性。
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針對城軌列車在起動、制動過程中對牽引網(wǎng)電壓造成沖擊從而引起網(wǎng)壓不穩(wěn)定的問題,提出一種由超級電容與鈦酸鋰電池組成的混合儲能系統(tǒng),該混合儲能系統(tǒng)滿足城軌列車對高能量和高功率的需求。以混合儲能系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)為研究對象,著重介紹了預(yù)充電回路的設(shè)計與仿真驗(yàn)證,它能明顯提升混合儲能裝置的性能以及延長使用壽命。針對該混合儲能結(jié)構(gòu),提出采用綜合控制策略,該策略通過控制主電路中兩個雙向DC/DC變換器的工作模態(tài)來實(shí)現(xiàn)儲能單元工作在恒流充放電狀態(tài)。最后仿真對比綜合控制策略與傳統(tǒng)電壓電流雙閉環(huán)控制策略,仿真波形對比分析表明:對于牽引機(jī)車等大容量負(fù)荷突增與突減造成的網(wǎng)壓波動,綜合控制策略能更有效、快速調(diào)節(jié)混合儲能系統(tǒng)的充放電狀態(tài),確保牽引網(wǎng)壓波動幅度較小,提高城軌列車的運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性。
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