基于儲(chǔ)能的多端口電源系統(tǒng)能量管理與控制策略

馮興田，陶媛媛，孫添添

(1.中國石油大學(xué)(華東) 信息與控制工程學(xué)院，山東 青島 266580;2.國網(wǎng)山東省電力公司東營供電公司，山東 東營 257000)

0 引 言

多端口電源系統(tǒng)屬于復(fù)合式發(fā)電系統(tǒng)，通常包括分布式電源、DC/DC變換器、儲(chǔ)能單元、直流母線以及負(fù)載等。DC/DC變換器中，單向DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)從源側(cè)向負(fù)載的能量傳遞；而雙向DC/DC變換器能夠根據(jù)控制需要，靈活地實(shí)現(xiàn)升降壓、能量雙向傳遞的功能，應(yīng)用廣泛[1-2]。

滿足輸出電壓匹配的同時(shí)，通過良好的控制，雙向DC/DC變換器能夠?qū)崿F(xiàn)電流均衡、輸出高穩(wěn)定性等功能，常見的分析方法包括狀態(tài)空間平均法、平均電流模式、環(huán)流控制模式和智能控制算法等[3-4]。文獻(xiàn)[5]提出一種新的移相均流控制策略，解決傳統(tǒng)兩相并聯(lián)DC/DC電路電感電流紋波較大、兩相間電流不均衡的問題。文獻(xiàn)[6]利用狀態(tài)空間平均法建立了雙向DC/DC變換器的數(shù)學(xué)模型，并提出一種簡(jiǎn)單實(shí)用的基于變量代換和參數(shù)估計(jì)的復(fù)合校正電流內(nèi)環(huán)、電壓外環(huán)雙閉環(huán)控制策略。DC/DC變換器在新能源和多端口系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越多[7]。文獻(xiàn)[8]通過隔離的三端口雙向DC/DC變換器構(gòu)建了一個(gè)包含燃料電池和儲(chǔ)能單元的復(fù)合能量系統(tǒng)。

本文針對(duì)構(gòu)建的多端口電源系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)各單元的結(jié)構(gòu)功能，分析了系統(tǒng)能量管理方案和儲(chǔ)能單元的配置策略。通過系統(tǒng)控制，在負(fù)載穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)波動(dòng)的情況下，維持負(fù)載的供電穩(wěn)定；建立系統(tǒng)仿真模型，對(duì)多端口電源系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了有效性驗(yàn)證分析。……