光储直流微网控制策略的研究

摘要：随着人类对能源需求量的日益增加,同时煤、石油、天然气等一次性能源的日益锐减,人们已意识到开发可再生能源的重要性。利用可再生能源的关键技术是如何将可再生能源并入大电网,微电网技术恰好可以解决这个难题。将分布式电源和负荷作为一个整体,形成可控的、既可孤岛运行又可并网运行的小电网称之为微电网。微电网包括直流微电网、交流微电网、交直流微电网三类,其中直流微电网能量变换环节少、结构简单、控制灵活,已经成为目前研究的热点。微电网中,不同微电源有着不同的特性,如何协调这些微电源之间的关系是微电网控制技术的关键。解决好微电网的能量管理问题,不仅可以发挥和保护各微源,而且可以提高整个微电网的性能。 本文的研究对象为由光伏电池板、蓄电池、负载组成的直流微电网。在此基础上提出了一种直流微电网的能量管理控制策略,结合直流微电网的结构和控制目标,分别设计了系统在离网和并网模式下的控制策略。并网模式下,由电网来维持直流母线电压的稳定,光伏电池和蓄电池配合给负载供电。当电网异常断电时,系统能自动脱离电网孤岛运行。离网模式下,光伏电池可能工作在最大功率跟踪模式或恒压模式,蓄电池可能工作在升压模式或稳压限流模式。本文通过实时采集蓄电池的电流值,待检测到工作模式发生变化时,锁定蓄电池电流,并以此为基准,小阶梯性的慢慢改变电流参考值大小的方式实现了不同工作模式之间的平滑切换。 搭建光储直流微电网的仿真模型和实验平台,通过增减直流母线负载和开断并网开关来检测系统的稳定、可靠性。仿真和实验结果表明该控制策略实现了工作模式的平滑切换,满足了系统的设计要求。