光储充一体化直流微电网能量协调控制研究

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近年来,光伏发电和电动汽车的相关技术越来越受到人们的关注,伴随着储能技术的快速发展,由三者构成的直流微电网逐渐成为了研究的热点。光储充一体化直流微电网中,光伏电源和电动汽车的功率具有一定的不确定性,如果不采取合适的控制策略,两者的功率变化将会导致直流母线电压发生较大波动,降低系统的稳定性。因此,本文对光储充一体化直流微电网的能量协调控制策略展开了研究,具体研究内容概括如下:对微电网中储能单元的控制策略进行改进。在微电网中引入混合储能系统,设计了一种基于低通滤波的混合储能功率分配策略,使得超级电容仅响应系统中的高频功率变化,以提升微电网的功率调节效果;对蓄电池的传统下垂控制策略进行了改进,将蓄电池的荷电状态(State of Charge,SOC)引入到下垂控制中,并且引入了功率均分补偿和母线电压恢复二次控制,以改善直流母线电压的调节效果。对光伏发电单元的最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制和恒定输出电压控制进行了分析,并对定步长扰动观察法MPPT控制进行改进,以缩短光伏发电单元到达最大功率点的调节时间。在此基础上,设计了一种以功率差额为基准的能量协调控制策略,以进一步提高直流母线电压的暂态和稳态性能。将提出的控制策略应用于MATLAB/Simulink搭建的模型中,通过对比仿真验证提出控制方法的有效性。仿真结果表明,提出的控制策略不仅能有效提升微电网母线电压的稳定性,而且能够降低系统对于蓄电池的容量需求,对于光储充一体化直流微电网的发展具有一定的意义。
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