久久88香港三级台湾三级中文-久久91-久久91精品国产91久-久久91精品国产91久久-久久91精品国产91久久户

隨著環(huán)境問題的日益突出以及可再生能源在電力系統(tǒng)所占比重的逐年上升，分布式能源得到了廣泛的關注。為了更好地解決分布式能源接入電網(wǎng)的問題，學者們引入了微電網(wǎng)的概念。微電網(wǎng)技術代表著未來分布式能源供應系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，也是未來智能配用電系統(tǒng)的重要組成部分。

在直流微電網(wǎng)中，太陽能光伏（Photovoltaic, PV）、燃料電池和風力渦輪機系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能大多是直流電或者非工頻交流電，且直流系統(tǒng)中不存在相位同步、諧波以及無功損耗問題，提升了供電的質(zhì)量及可靠性。因此，直流微電網(wǎng)得到了快速的發(fā)展。

直流微電網(wǎng)作為主網(wǎng)的一部分，既可與交流大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可獨立運行。在孤島模式下，微電網(wǎng)失去了交流大電網(wǎng)的功率支撐，出力具有不確定性的可再生分布式能源會對母線電壓造成波動，這時通常在微電網(wǎng)中配備一定容量的儲能系統(tǒng)，利用儲能單元的快速充放電特性補償可再生能源和負載之間的功率不平衡，穩(wěn)定母線電壓。

當在直流微電網(wǎng)中部署多個蓄電池儲能單元（Battery Storage Units, BSUs）時，需要對儲能電池的荷電狀態(tài)（State of Charge, SOC）進行控制，以防止SOC超出范圍，并通過將BSUs的SOC值維持在相近水平來延長電池的使用壽命。

對于多儲能系統(tǒng)的控制器一般采取集中式的方法，但是由于集中式控制器的可靠性不高，一旦局部發(fā)生故障，會導致整個系統(tǒng)故障，因此對于儲能系統(tǒng)分布式控制的研究也越來越多。目前，對于分布式儲能系統(tǒng)的功率分配所采用的技術大都基于下垂控制。

此外，在微電網(wǎng)運行過程中，BSUs的SOC也在實時發(fā)生變化，為了避免單個電池的過充過放和BSUs之間的循環(huán)電流，須對系統(tǒng)功率分配進行動態(tài)調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)內(nèi)各組BSUs荷電狀態(tài)趨于一致。

• 有學者提出了一種基于自適應的下垂控制用于調(diào)節(jié)各組BSUs的SOC，可實現(xiàn)SOC水平高的BSU輸出功率大，SOC水平低的BSU輸出功率小，但由于采用了分散式的下垂控制結(jié)構(gòu)，線路阻抗的存在會影響功率分配的精度并且自適應下垂控制導致下垂系數(shù)會隨著SOC水平的降低而增大，從而導致母線電壓與參考值的偏差變大。
• 有學者提出了一種規(guī)則化的能量管理方法，實現(xiàn)了含多組儲能系統(tǒng)的大規(guī)模光伏電站電力調(diào)度，但因該種方法基于集中式控制，依賴大規(guī)模通信，系統(tǒng)可靠性不高。
• 有學者提出一種主從結(jié)構(gòu)的分布式二次控制器，主控制器用于調(diào)節(jié)母線電壓，次控制器用于實現(xiàn)SOC均衡以及功率分配。但這種結(jié)構(gòu)的主控制器須保持與各個次控制器的通信，一旦一條通信鏈路發(fā)生故障，則會導致控制器失效。
• 有學者提出一種用于直流微電網(wǎng)的新型分散控制器，利用低帶寬通信的可靠性，實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)與相同的負載分擔，有效地解決了集中式控制器依賴高速通信并且容易發(fā)生單點故障、可靠性差、無法滿足即插即用性等問題。
• 有學者提出一種實時更新下垂系數(shù)的自適應下垂控制，這種方法使用經(jīng)典比例積分（Proportional Integral, PI）控制器調(diào)整下垂參數(shù)。因此，在系統(tǒng)參數(shù)或負載條件變化很大的情況下，系統(tǒng)會產(chǎn)生較大的波動。
• 有學者基于粒子群優(yōu)化（Particle Swarm Optimization, PSO）算法和遺傳算法之類的最佳優(yōu)化算法來尋找虛擬阻抗的最優(yōu)值，從而將電流共享誤差降至最低。盡管這種方法不需要通信，但是算法計算量大，導致系統(tǒng)不能在線優(yōu)化。

在上述背景下，浙江工業(yè)大學信息工程學院等單位的科研人員針對多組儲能單元與多組光伏系統(tǒng)構(gòu)成的孤島直流微電網(wǎng)，提出一種基于滑模控制的直流微電網(wǎng)一致性控制策略。實現(xiàn)了各單元之間的功率合理分配，所采用的分布式控制僅需要系統(tǒng)本地變流器的測量信息以及相鄰變流器節(jié)點的測量信息即可使得全局控制變量趨于一致，不依賴于高速通信，可靠性高。系統(tǒng)通過電壓觀測器對系統(tǒng)中的電壓進行觀測，以實現(xiàn)平均直流母線電壓。在二次控制中采用滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）用于控制每個變流器的輸出電壓與輸入電流，可以快速地完成輸出電壓以及電流的控制。

圖1 控制框圖

為了評估所提方案在實際中的動態(tài)性能，科研人員使用Matlab/ Simulink搭建了含四組變流器、蓄電池及光伏電池的微電網(wǎng)。仿真結(jié)果表明，所提分布式控制方案保持了變流器之間依據(jù)SOC狀態(tài)的精準功率分配，并且在負載動態(tài)狀態(tài)下也可以將直流母線電壓恢復至參考值。此外在負載投切與PV波動案例分析中，將SMC控制器與傳統(tǒng)PI控制器進行比較，驗證了所提SMC控制器較好的魯棒性以及快速響應，改善了微電網(wǎng)的動態(tài)性能。

本文編自2021年《電工技術學報》增刊2，論文標題為“基于滑模控制的直流微電網(wǎng)一致性控制策略”，作者王宇彬、楊曉東 等。