Battery Energy Storage Station (BESS)-Based Smoothing Control of Photovoltaic (PV) and Wind Power Generation Fluctuations

ABSTRACT

The battery energy storage station (BESS) is the current and typical means of smoothing wind- or solar- power generation fluctuations. Such BESS-based hybrid power systems require a suitable control strategy that can effectively regulate power output levels and battery state of charge (SOC). This paper presents the results of a wind/photovoltaic (PV)/BESS hybrid power system simulation analysis undertaken to improve the
smoothing performance of wind/PV/BESS hybrid power generation and the effectiveness of battery SOC control. A smoothing control method for reducing wind/PV hybrid output power fluctuations and regulating battery SOC under the typical conditions is proposed. A novel real-time BESS-based power allocation method
also is proposed. The effectiveness of these methods was verified using MATLAB/SIMULINK software.

INTRODUCTION

IN RECENT years, electricity generation by photovoltaic (PV) or wind power (WP) has received considerable attention worldwide. The State Grid Corporation of China (SGCC) is building the National Wind/PV/battery  energy storage station (BESS) and Transmission Joint demonstration project and it is located in the region of Zhangbei, Hebei, China. The Zhangbei belongs to one of the country’s 10 million kilowatts of wind power  base. The demonstration project is scheduled in three stages. Now, it is in the first stage and at the end of December, 2011, a 100-MW wind farm, a 40-MW PV farm, and 14-MW/63-MWh lithium–ion BESS have been built at Zhangbei. The battery energy storage system can provide flexible energy management  solutions that can improve the power quality of renewable-energy hybrid power generation systems. To that end, several control strategies and configurations for hybrid energy storage systems, such as a battery energy storage system , a superconducting magnetic energy system (SMES) , a flywheel energy system (FES), an energy capacitor system (ECS) , and a fuel cell/electrolyzer hybrid system , have been proposed to smooth wind power fluctuation or enhance power quality.

چکیده

ایستگاه ذخیره انرژی باتری (BESS) ابزار فعلی و معمولی برای تسریع نوسانات تولید انرژی باد یا خورشیدی است. چنین سیستم های قدرت ترکیبی مبتنی بر BESS نیاز به یک استراتژی کنترل مناسب است که می تواند به طور موثر تنظیم میزان خروجی قدرت و شارژ باتری (SOC). در این مقاله نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل شبیه سازی سیستم قدرت هیبریدی باد / فتوولتائیک (PV) / BESS انجام شده برای بهبود عملکرد صاف سازنده قدرت باد / PV / BESS هیبرید و اثربخشی کنترل SOC باتری است. یک روش کنترل صاف برای کاهش نوسانات قدرت خروجی هیبرید باد / PV و تنظیم SOC باتری در شرایط معمولی پیشنهاد شده است. یک روش تخصیص قدرت مبتنی بر BESS در زمان واقعی نیز پیشنهاد شده است. اثربخشی این روش ها با استفاده از نرم افزار MATLAB / SIMULINK تأیید شد.

مقدمه

در سال های اخیر، تولید برق توسط فتوولتائیک (PV) و یا قدرت باد (WP) توجه زیادی را در سراسر جهان به دست آورده است. شرکت دولتی Grid چین (SGCC) در حال ساختن ایستگاه ذخیره انرژی انرژی بادی / PV / باتری ملی (BESS) و پروژه تردد مشترک است و در منطقه Zhangbei، Hebei، چین واقع شده است. Zhangbei متعلق به یکی از 10 میلیون کیلووات قدرت باد است. پروژه تظاهرات در سه مرحله برنامه ریزی شده است. در حال حاضر، در مرحله اول و در پایان ماه دسامبر 2011، یک مزارع بادی 100 مگاهرتزی، یک مزرعه بادی 40 مگاواتی و BESS لیتیوم یون 14 مگاوات / 63 مگاوات ساعت در Zhangbei ساخته شده است. سیستم ذخیره انرژی باتری می تواند راه حل های مدیریت انرژی انعطاف پذیر را ارائه دهد که می تواند کیفیت قدرت سیستم های تولید انرژی تجدید پذیر انرژی را بهبود بخشد. برای این منظور، چند راهبرد کنترل و پیکربندی برای سیستم های ذخیره انرژی ترکیبی مانند سیستم ذخیره انرژی باتری، سیستم انرژی مغناطیسی ابررسانایی (SMES)، سیستم انرژی فلاویل (FES)، یک سیستم خازنی انرژی (ECS) و یک سیستم سیستم ترکیبی سوخت سلولی / الکترولیز پیشنهاد شده است که نوسانات قدرت باد را صاف یا افزایش کیفیت برق ارائه دهد.

Year: 2013

Publisher : IEEE

By : Xiangjun Li, Dong Hui, and Xiaokang Lai

File Information: English Language/ 10 Page / size: 175 KB

Download

سال : 1392

ناشر : IEEE

کاری از : Xiangjun لی، دونگ هوی، و Xiaokang لای

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 10 صفحه / حجم : KB 175

لینک دانلود