Suzhou Electric Appliance Research Institute
期刊號(hào)： CN32-1800/TM| ISSN1007-3175

Article retrieval

文章檢索

首頁 >> 文章檢索 >> 文章瀏覽排名

基于SOC 均衡的直流微電網(wǎng)儲(chǔ)能單元魯棒下垂控制方法

來源：電工電氣發(fā)布時(shí)間：2022-11-26 11:26 瀏覽次數(shù)：291

基于SOC 均衡的直流微電網(wǎng)儲(chǔ)能單元魯棒下垂控制方法

楊子萱，曾進(jìn)輝，何東
(湖南工業(yè)大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，湖南 株洲 412007)
 
    摘 要：由于各并聯(lián)儲(chǔ)能單元的線路參數(shù)、初始荷電狀態(tài) (SOC) 不相同，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)會(huì)導(dǎo)致不同儲(chǔ)能單元的 SOC 不平衡，影響蓄電池壽命。提出一種基于 SOC 均衡的魯棒下垂控制方法，以平衡各儲(chǔ)能單元的充放電 SOC ，并克服線路阻抗對(duì)均衡的影響。該方法將直流下垂控制系數(shù)與蓄電池的 SOC 關(guān)聯(lián)，使各個(gè)儲(chǔ)能單元能根據(jù)其 SOC 動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)負(fù)荷電流。同時(shí)利用直流母線公共點(diǎn)電壓作為反饋信號(hào)，將各個(gè)儲(chǔ)能單元的線路阻抗等效為儲(chǔ)能變換器的部分輸出阻抗，有效減小線路阻抗不匹配對(duì)負(fù)荷電流分配和 SOC 均衡精度的影響，并可實(shí)現(xiàn)直流母線電壓的穩(wěn)定。對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，確定了控制參數(shù)的選擇范圍，經(jīng) MATLAB/Simulink 軟件仿真，結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。
    關(guān)鍵詞： 直流微電網(wǎng)；分布式儲(chǔ)能；SOC 均衡；下垂控制
    中圖分類號(hào)：TM46 ；TM912     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-3175(2022)11-0001-10
 
A Robust Droop Control Method Based on SOC Balancing Control in
Energy Storage Unit of DC Microgrid
 
YANG Zi-xuan, ZENG Jin-hui, HE Dong
（College of Electrical and Information Engineering ,Hunan University of Technology, Zhuzhou 412007,China）
 
    Abstract: When the system operates, different line parameters and initial state of charge (SOC) of parallel distributed energy storage contribute to unbalanced SOC of different energy storage units, which reduces life of the battery. A robust droop control method based on SOC balancing control is proposed to balance the charging and discharging states of energy storage units and to overcome the influence of line impedance on balancing control. This method combines DC droop control coefficient with SOC of the battery to make every energy storage unit dynamically adjust the load current according to its SOC. Meanwhile, voltage of DC bus common point is used as the feedback signal to make line impedance of energy storage units equivalent to partial output impedance of energy storage converters, which effectively reduces the influence of line impedance mismatch on load current distribution and the accuracy of SOC balancing control and keeps the voltage of DC bus stable. After analyzing the system stability and determining the range of control parameters, a MATLAB/Simulink simulation model is built, and the results from the model verify the effectiveness of the method.
    Key words: DC microgrid; distributed energy storage; SOC balancing control; droop control
 
參考文獻(xiàn)
[1] 楊新法，蘇劍，呂志鵬，等. 微電網(wǎng)技術(shù)綜述[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014，34(1)：57-70．
[2] 李霞林，郭力，王成山，等. 直流微電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究綜述[J] 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2016，36(1)：2-17．
[3] 劉忠，楊陳，蔣瑋，等. 基于一致性算法的直流微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)功率分配技術(shù)[J] . 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2020，44(7)：61-69．
[4] 謝文強(qiáng)，韓民曉，王皓界，等. 基于虛擬電壓的直流微電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)控制策略[J] . 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2018，38(5)：1408-1418．
[5] DRAGICEVIC T，LU X N，VASQUEZ J C，et al.DC Microgrids—Part Ⅱ：A Review of Power Architectures，Applications，and Standardization Issues[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2016，31(5)：3528-3549．
[6] 朱曉榮，孟凡奇. 含虛擬慣性控制的直流微電網(wǎng)穩(wěn)定性分析[J] . 電網(wǎng)技術(shù)，2020，44(1)：208-216．
[7] 楊小龍，程啟明，褚思遠(yuǎn)，等. 孤島模式下光儲(chǔ)直流微電網(wǎng)變功率控制策略[J] . 電力自動(dòng)化設(shè)備，2016，36(11)：67-74．
[8] 董繼軍，陳浩，周雪松，等. 直流微電網(wǎng)孤島運(yùn)行控制策略研究[J] . 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2020，48(17)：115-121．
[9] 米陽，蔡杭誼，宋根新，等. 考慮不匹配線阻的分布式儲(chǔ)能單元荷電狀態(tài)均衡研究[J] . 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2019，39(15)：4441-4450．
[10] 田艷軍，彭飛，朱曉榮，等. 直流微網(wǎng)儲(chǔ)能單元的靈活類虛擬同步發(fā)電機(jī)控制[J] . 高電壓技術(shù)，2020，46(7)：2316-2326．
[11] 朱珊珊， 汪飛， 郭慧， 等. 直流微電網(wǎng)下垂控制技術(shù)研究綜述[J] . 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2018，38(1)：72-84．
[12] ZHI N，DING K，DU L，et al.An SOC-Based Virtual DC Machine Control for Distributed Storage Systems in DC Microgrids[J].IEEE Transactions on Energy Conversion，2020，35(3)：1411-1420．
[13] 陸曉楠，孫凱，黃立培，等. 直流微電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)中帶有母線電壓跌落補(bǔ)償功能的負(fù)荷功率動(dòng)態(tài)分配方法[J] . 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33(16)：37-46．
[14] LU X N，SUN K，GUERRERO J M，et al.State-of-Charge Balance Using Adaptive Droop Control for Distributed Energy Storage Systems in DC Microgrid Applications[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics，2014，61(6)：2804-2815．
[15] HU R，WEAVER W W . DC Microgrid Droop Control Based on Battery State of Charge Balancing[C]//2016 IEEE Power and Energy Conference at Illinois(PECI)，2016：1-8.
[16] 楊捷，金新民，吳學(xué)智，等. 一種適用于直流微電網(wǎng)的改進(jìn)型電流負(fù)荷分配控制策略[J] . 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2016，36(1)：59-67．
[17] 李鵬程，張純江，袁然然，等. 改進(jìn) SOC 下垂控制的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)負(fù)荷電流分配方法[J] . 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2017，37(13)：3746-3754．
[18] 米陽，蔡杭誼，袁明瀚，等. 直流微電網(wǎng)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)電流負(fù)荷動(dòng)態(tài)分配方法[J] . 電力自動(dòng)化設(shè)備，2019，39(10)：17-23．