摘要
本文基于Simulink仿真平台，提出了一种混合储能系统（Hybrid Energy Storage System, HESS）来平抑光伏发电中的功率波动。该系统将超级电容与电池相结合，通过双向DC-DC变换器实现能量的动态分配。超级电容响应快，主要用于平抑高频波动；电池容量大，用于补偿低频功率波动。仿真结果验证了所设计控制策略的有效性，实现了光伏功率输出的平稳性，提高了电网稳定性。
理论
混合储能系统理论基于光伏发电的波动特性，将其功率分解为高频和低频分量：
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高频分量：由超级电容负责平抑。
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低频分量：由电池系统补偿。
核心控制策略采用功率分配控制器（Power Coordination Controller, PCC），该控制器根据光伏输出功率的变化动态调整超级电容和电池之间的功率流，具体如下：
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超级电容通过快速动态响应处理瞬态功率变化。
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电池响应较慢但容量大，主要补偿慢速功率波动。
实验结果
在Simulink环境中搭建光伏系统和混合储能系统模型，进行了以下实验验证：
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光伏功率波动实验：在光照变化的情况下，光伏输出功率出现频繁波动。
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HESS响应实验：超级电容迅速平抑高频波动，电池逐步平滑低频变化。
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系统稳定性实验：在控制器的协调作用下，电网侧功率波动大幅减少，验证了所提出控制策略的有效性。
部分代码
% 光伏功率信号采集
Pv_power = timeseries(data_PV, time);
% 功率分配控制器
P_batt = lowpass(Pv_power.Data, 0.01, 1); % 低频功率给电池
P_cap = Pv_power.Data - P_batt; % 高频功率给超级电容
% 控制策略实现
for i = 1:length(Pv_power.Data)
if SOC_cap < 0.8
Control_signal(i) = P_cap(i); % 超级电容响应
else
Control_signal(i) = P_batt(i); % 电池响应
end
end
% 仿真运行
sim('HESS_simulink_model');
参考文献
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Banos, R., Manzano-Agugliaro, F., Montoya, F. G., et al. "Optimization methods applied to renewable and sustainable energy: A review." Renewable and Sustainable Energy Reviews 15, no. 4 (2011): 1753-1766.
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（文章内容仅供参考，具体效果以图片为准）
