直流微电网分布式储能均衡控制策略研究

• 作 者: 雷延科
• 出 处: 湘潭大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 直流微电网 分布式储能 均衡控制 SOC 电压调度

能源作为现代社会发展的重要基础,其发展变革直接关系到人类社会的进步,开发利用可再生能源成为当今能源危机的形势所趋。微电网技术为分布式发电提供了可行的技术方案,传统电网以交流微电网为主,近年来随着直流源、载的增加,直流微电网的优势逐渐显露。首先,以带分布式储能的直流微电网为研究对象,研究分布式储能均衡控制策略。综述了微电网技术的背景意义和发展,以及分布式储能在微电网中的作用及存在的问题。然后,浅析了直流微电网及分布式储能均衡控制的研究现状,分析了现有均衡控制策略的研究思路、均衡变量的选取以及基于传统下垂控制的改进方法,同时指出此类方法存在电压跌落以及需要多个参数限制条件的缺陷。其次,针对现有均衡控制策略存在的问题,提出了一种无母线电压偏移的均衡控制策略。该方法通过引入SOC,采用对数形式设计电压调度函数,使得各参考电压相当于额定母线电压呈近似对称变化,继而实现无母线电压偏移的均衡控制,同时利用参考电压和输出功率的比例关系简化了参数选取过程。考虑电池特性,选用Boost拓扑正向放电的双向Buck/Boost变流器。从放电角度,结合Boost拓扑结构下的状态空间模型,构建系统的状态空间方程,分析了系统的稳定性。再者,为提高电能质量,针对变换器等效阻抗和线路阻抗产生的压降,同时为更好地适用本文所提均衡控制策略,从电压角度设计补偿量,提出了基于参考电压均值的补偿控制策略,实现补偿控制的同时保证系统稳定性不受影响。最后,对直流微电网分布式储能均衡控制进行实验研究,介绍了实验平台的拓扑结构及硬、软件设计,对所提均衡控制策略进行了实验验证,证实了所提控制方法的正确性和有效性。