微電網(wǎng)運行模式切換下儲能變流器雙無源控制策略

劉暉，雷勇，朱英偉，杜佳耘，周威，楊志星

(四川大學 電氣工程學院，四川 成都 610065)

0 引言

隨著對能源危機的擔憂和對環(huán)境保護的日益重視，將可再生能源發(fā)電、負荷、儲能系統(tǒng)及控制裝置等結(jié)合的微電網(wǎng)受到人們的關(guān)注[1-2]。其中，儲能裝置可平抑可再生能源發(fā)電的功率波動，對微電網(wǎng)而言意義重大[3]。儲能變流器是實現(xiàn)儲能裝置與微電網(wǎng)之間功率交換的樞紐，其控制性能對微電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行十分關(guān)鍵。

微電網(wǎng)儲能變流器并網(wǎng)運行時通常采用P/Q控制，離網(wǎng)運行時控制策略有下垂控制[4-5]和主從控制[6-7]。下垂控制無法實現(xiàn)電壓和頻率的無差調(diào)節(jié)，且下垂系數(shù)設計不易，在電網(wǎng)參數(shù)存在巨大變化時，傳統(tǒng)下垂控制難以保持微電網(wǎng)的穩(wěn)定[8]。因此，在微電網(wǎng)孤島運行時本文采用主從控制策略。

無論是并網(wǎng)P/Q控制策略還是孤島主從控制策略，在內(nèi)環(huán)都需要設計控制器追蹤參考電流。PI控制應用廣泛，但存在超調(diào)量和動態(tài)響應速度之間的矛盾，難以達到很好的控制效果[9]。自抗擾控制[10-11]抗干擾性較好，但參數(shù)眾多，彼此間很難確定界限。模糊控制[12-13]無需精確數(shù)學模型，但模糊規(guī)則缺乏系統(tǒng)性，穩(wěn)態(tài)精度差。滑膜控制[14-15]響應速度快、魯棒性好，但是易存在抖動現(xiàn)象，影響控制精度。神經(jīng)網(wǎng)絡控制[16-17]自適應強、魯棒性好，但依賴于權(quán)重調(diào)整優(yōu)化算法，容易陷入局部最小值。

無源控制從系統(tǒng)能量流動的角度出發(fā)來設計控制器，設計過程清晰、思路明確并且控制效果良好，因而受到關(guān)注[18]。……