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摘要：随着社会经济与科学技术的发展，微电网概念被提出，并且成为微店技术研究重点。与此同时，为了加强光伏发电波动性与随机性的控制，促进光伏微电网系统稳定性的提高，含混合储能的光伏微电网系统得以发展，在并网运行及模式切换过程中，我们应加强储能设备和直流母线电压协调控制策略研究，实现了功率分配型二阶低通滤波控制策略的设计，合理分配了系统功率波动。现阶段，研究重点在于储能元件荷电状态下，各变换器工作状态的工作，提高储能元件在充放电机空闲模式间切换灵活性。储能工作状态控制光伏发电单元使用过程中，可以采取恒压降功率控制法，或者变步长扰动观察法，由统一和独立协调控制维持该系统正常运行。
关键词：混合储能；光伏；微电网系统；协调控制；策略
在新时期社会背景下，人们对于能源的需求量日益增加，不可再生能源逐渐走向枯竭，太阳能是主要的可再生能源，具有资源丰富和清洁性特点，其利用受到社会各界广泛关注。而光伏发电存在间接性、随机性特点，无法高效稳定运行，我们为了提高微电网系统运行稳定性，需要将储能装置加入到微电网当中，利用光储系统中功率变换器实现控制，确保微电网系统的整合与协调，对有功、无功功率进行调节，促进系统整体运行可靠性的提升。本文，我们将对现阶段已经提出的控制策略进行分析，并且将其与传统方法想对比，以期提高含混合储能的光伏微电网系统斜跨控制效果。
1·研究背景与方法
1·1研究背景
上文中我们提到，储能技术在各个领域得以应用，并且受到业内人士广泛认可，从而获取一系列技术成果。相对来说，传统单一的蓄电池能力密度虽大，但是短时间内无法得到响应，使用期间分布式电源频繁发生功率波动，蓄电池也呈现充放电来回切换状态，对电池造成严重损害，影响其使用寿命。而超级电容功率则不存在上述问题，不仅功率密度大，相应速度也很快，将二者采取有效方式结合在一起，形成混合储能系统，使用时各自发挥优势，能够在控制系统功率波动的前提下，确保储电池使用寿命。相关研究人员在光伏直流微网系统基础上，提出了采用模糊控制的储电池充放电策略，还有研究人员提出了通过一阶巴特沃斯滤波环节，分解功率波动指令，之后针对其给予高频和低频的分量补偿，但是这一测量护理了SOC控制，容易造成储能充放过量问题。
1·2研究方法
为了提高微电网系统运行可靠性，有效控制光伏与负荷突变导致的功率波动，本文我们尝试将混合储能装置带入光伏发电微网系统中，合理分配系统功率，构建二阶低通滤波环节，这样可以吸收或释放电池功率波动中的高低频分量。与此同时，可以通过储能元件荷电状态，控制各储能单元变换器工作状态的综合研究，具有针对性制定调控策略。在实践过程中，光伏电系统采用改进的变步长扰动观察法实现的最大功率点跟踪，或采用恒压降功率模式控制光伏与储能建的稳定性等工作，会受到储能工作状态的影响，进而含混合储能光伏微电网仿真模型得以搭建，可以通过仿真结果对协调控制策略有效性进行验证。
1·3微电网系统结构分析
含有混合储能的光伏微电网系统中，通过Boost变换电路，光伏电池能够与直流母线相接，同时超级电容和蓄电池通过双向DC/DC变换器，分别并联接入直流电木，实现电能的吸收和释放，变换器电路的导通方式对储能单元工作呈现的状态，具有决定性影响。DC/AC变流器与直流母线相连，可以为交流侧负荷提供电能，并且通过静态开关和变压器，在公共连接点与大电网相连，系统中涉及到发电单元功率和、负荷功率、蓄电池输出/吸收功率、储能装置功率等等。
2·微电网系统能量协调控制策略
现阶段，我们依据掌握了多项微电网系统能量协调控制措施，包括各个变换器的控制和功率分配管理，采取变换器独立控制和统一设定切换方式，能够促进分散与统一管理的结合，为系统运行注入动力。
2·1各变换器控制策略
首先，混合储能在接收到根据功率分配发出的指令时，可以输出制定电流或功率。在一般情况下，工作处于恒流放电模式或恒流充电模式下进行。我们可以通过电流分频方式，间接实现功率分配目的，同时超级电容变换器控制策略与蓄电池无差异。其次，为了太阳能能源得到充分利用，Boost变换器一般在MPPT模式下工作，在系统处于孤岛模式下工作时，负荷功率小于光伏输出功率，储能单元到达储能上限时，变换器与SOC值结合，将切换至恒压模式，实现降功率目的，以防储能单元过充。我们采取改进变步长扰动观察法，实现最大功率点的跟踪，这样可以避免以往观察法到达最大功率点附近时，继续扰动而产生的左右震荡问题。这一方法理念就是，在扰动期间改变扰动步长，开始将固定的扰动步长设置到控制器当中，如果发现扰动方向改变，则用原有指定步长减去某个常数作为的新步长，沿着扰动改变方向继续扰动，直至风扰动方向再次改变。之后用新步长减去同一个常数作为再次扰动步长继续扰动，如此循环扰动下，步长最终被减为零，这个时候光伏电池处于工作最大功率点处。
2·2功率分配管理策略
功率分配指的是通过平衡系统功率，达到直流电母线电压稳定作用，之后对负荷与光伏电池输出功率进行实时检测，通过公式算出准确极端混合储能承担功率值，为后续工作提供参考依据。依据蓄电池与超级电容性能，可以合理分配储能设备要吸收或释放的功率，储能元件SOC对储能工作模式具有决定性作用，从而这样的分配管理方式，不仅有利于系统运行转台的优化，还进一步保障了储能使用寿命。除此之外，混合储能运行期间，应加强储能单元SOC充放电限制管理工作，以防蓄电池与超级电容过充过放。要想确保各单元依据上述功率合理分配运行，就应保持两储能单元SOC均在限制范围内，这里需要注意，超级电容能力密度小的情况下，充放电容易达到限定值。
3·系统仿真及结果
我们在仿真平台背景下，构建了系统仿真模型，以期验证含有混合储能的光伏微电网系统中，能力协调控制策略有效性，由相关储能电流数据信息可以了解到，党0·35与0·5秒光照强度发生变化时，超级电容将快速运行出力，迅速完成充放电，使其不断减少直至恢复到零数值，低频分量逐渐呈现增加趋势，储电池补充功率差后稳定。光伏阵列输出功率随着光照强度变化而改变，可以跟踪至新的最大功率点处，并且保持稳定转台，这代表本文中研究的MPPT算法动态性能满足要求，直流母线电压与系统条件相符。
总结语：
综上所述，在我国各领域高速发展背景下，对于各类能源的需求量也不断增加。因此，本文我们针对含有混合储能的光伏微电网系统，对其能力协调控制策略进行了具体分析。采取一阶低通滤波方式，在并/离网模式对比和各工况仿真结果下，可以了解到混合储能通过功率分配型二阶低通滤波控制方法，可以更好的实现功率波动低频与高频分量的分离，通过与储能单元SOC限值管理控制结合控制其工作状态，效果得以保证。
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