分布式多储能的孤岛直流微电网SOC均衡控制策略.pdfVIP

２０２４年第３８卷第１２期

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．１２２０２４

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０２４．１２．０２１

分布式多储能的孤岛直流微电网

ＳＯＣ均衡控制策略

１，２１１１１，２１，２

贾勇，刘文科，薛灵冰，李柱，杨超，蒋东荣

（１．重庆理工大学电气与电子工程学院，重庆４０００５４；

２．重庆市能源互联网工程技术研究中心，重庆４０００５４）

摘要：在含多个分布式储能单元（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｕｎｉｔｓ，ＤＥＳＵｓ）的孤岛直流微电网中，针对初始荷电状态

（ｓｔａｔｅｏｆｃｈａｒｇｅ，ＳＯＣ）不一致、线路电阻不匹配导致ＤＥＳＵｓ的ＳＯＣ不均衡以及直流母线电压偏移的问题，提出一种

改进ＳＯＣ均衡控制策略。首先，将ＤＥＳＵｓ的ＳＯＣ与指数函数、反正切函数相结合，自适应调整ＰＵ下垂系数，保证

系统稳定运行并提高ＤＥＳＵｓ的ＳＯＣ均衡速度；其次，基于动态一致性算法设计单一补偿项，恢复母线电压的同时消

除线路电阻不匹配引起的功率分配偏差；然后，建立系统特征方程分析系统稳定性，为所提策略提供理论支撑；最

后，基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ软件和ＲＴＬＡＢ实时仿真平台搭建含多个ＤＥＳＵｓ的直流微电网模型，在不同运行工况下验

证了所提ＳＯＣ均衡控制策略的有效性。

关键词：直流微电网；分布式储能；功率分配；荷电状态；母线电压恢复

中图分类号：ＴＭ７３２文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－８４２５（２０２４）１２－０１７３－０９

放电［１０－１２］，进一步缩短ＤＥＳＵｓ的服役寿命，破坏系统稳定运

０引言行状态。因此，亟需开展ＤＥＳＵｓ的ＳＯＣ均衡控制策略研究。

近年来，国内外大量学者针对改进下垂控制策略展开了

随着全球经济的蓬勃发展和可再生能源的广泛应用，微深入研究。文献［１３］结合指数函数和ＳＯＣ自适应调整下垂

电网已经成为研究热点［１－４］。相比于交流微电网，直流微电系数，使负荷功率和ＳＯＣ实现均衡。文献［１４］考虑各ＤＥＳＵ

网避免了无功功率和谐波等问题，吸引了国内外大量学者的的ＳＯＣ差异情况，通过引入变化系数，加快了ＳＯＣ的收敛速

广泛关注［５－７］。直流微电网的母线电压稳定与系统功率平度，同时限制各ＤＥＳＵ的输出功率极限。文献［１５］根据ＳＯＣ

衡密切相关，然而以风、光为代表的可再生能源具有间歇性值来寻找最优下垂曲线，通过确定主储能单元，动态调整下

［８］

和波动性等特征，易造成系统功率和母线电压大幅波动，垂系数，从而实现功率均衡并减小母线电压偏差。上述参考

对直流微电网的安全、稳定运行造成严重影响。为解决系统文献通过不同的改进下垂控制策略实现了初始ＳＯＣ不一致

功率和母线电压波动问题，配置多个ＤＥＳＵｓ已成为主要控制的ＤＥＳＵｓ的功率分配和ＳＯＣ均衡，但均未考虑线路电阻的

［９］

方法。然而，当多ＤＥＳＵｓ并联运行时，荷电状态（ｓｔａｔｅｏｆ