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1混合储能拓扑结构
1.1交流侧并联
超级电容和蓄电池通过DC/AC变流器在交流侧并联。该拓扑中每种储能设备需要单独的双向DC/AC变流器,如图1所示,对网侧的电压、频率变化响应较快,通过DC/AC变流器来实现对参考功率的快速、准确追踪,可以使各个储能系统对微网的输出功率进行集中控制和调节,实现微网与大电网连接点的电压稳定;超级电容的DC/AC变流器和蓄电池的DC/AC变流器可以独立配置,满足各自的功率需求。适应于兆瓦级及以上的大容量储能系统,可以直接并联扩容;但对网侧变流器控制要求较高,DC/AC的成本较高。
1.2直流侧并联
超级电容和蓄电池在直流侧并联可以共用DC/AC变流器,实现与电网的连接,通过对直流母线电压的控制进行功率调节,控制上较简单。需要加大DC/AC变流器的功率,以满足超级电容的功率需求。直流侧并联拓扑结构如图2所示。
图2(a)超级电容和蓄电池直接并联。该拓扑结构简单、成本低、系统效率高、响应速度快。但储能系统的容量不能被完全利用。电流在两种储能装置之间自动分配,分流的大小取决于各自的内阻,因此每种储能的功率无法控制。另外,超级电容的电压与电池电压相同,该电压不受控,变化取决于电池的SOC,这就限制了超级电容的最优利用,也限制了超级电容单元的选择,为了达到相同的电压,需要串联更多的电容单元。适应于直流母线电压变化范围不大,电池没有严格的充放电要求的场合。
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