基于一致性算法的直流微電網分布式儲能系統能量控制策略

王建元,李南南

(東北電力大學電氣工程學院,吉林 吉林 132012)

0 引 言

直流微電網整合了新能源發電與混合儲能,具有簡單可靠、適用性強、清潔環保、成本低廉等優點[1],此外直流微電網不存在無功、諧波與相位等問題,目前已成為國內外的研究熱點[2-3]。直流微電網中負荷波動頻繁,且新能源發電受自然條件影響大,因此需裝配一定容量的儲能單元來平抑系統功率波動[4-6]。為確保系統有足夠的容量用以消納多余能量或填補能量缺額,需在直流母線上并聯多組儲能單元。各儲能單元由雙向DC-DC變換器并聯至直流母線,構成分布式儲能系統。通過控制雙向DC-DC變換器實現對各儲能單元的充放電的控制,但由于各儲能單元并聯至直流母線時初始條件不同,且各DC-DC變換器出口線路阻抗不匹配,造成了實際運行中各儲能單元SOC不一致。這有可能造成某些儲能單元因其SOC達到限值而提前退出運行。從而降低儲能系統輸出的最大功率,影響儲能單元的使用壽命與系統穩定性。因此要合理分配各儲能單元的輸出功率,實現儲能單元SOC均衡并使其輸出功率與自身容量大小成正比[7]。

按照對通信的依賴程度,直流微電網的能量控制方式可分為集中式、分布式、分散式三種[8]。其中,分布式控制具有控制結構簡單、通信依賴程度低、無需中央控制器的優點,可適用于清潔能源與儲能單元分布廣泛的工況[9-10]。

下垂控制因其簡單可靠的特性,廣泛用于對直流微電網DESS的能量進行分配控制[11]。……