【摘 要】
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随着光伏渗透率在现代电力系统中日益增高,配置电池储能系统已成为提高运行稳定性的重要手段。并网运行时,光储系统利用储能平抑光伏功率波动,向电网输送稳定的功率,提供及时的功率补偿,但没有根据光伏功率波动大小对储能制定不同的响应措施,也没有考虑储能系统的差异性,无法充分发挥其调节能力,导致整体响应速度较慢。孤岛运行时,利用储能为光储系统建立频率、电压,但采用下垂控制存在稳态偏差且对储能荷电状态（Stat
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随着光伏渗透率在现代电力系统中日益增高,配置电池储能系统已成为提高运行稳定性的重要手段。并网运行时,光储系统利用储能平抑光伏功率波动,向电网输送稳定的功率,提供及时的功率补偿,但没有根据光伏功率波动大小对储能制定不同的响应措施,也没有考虑储能系统的差异性,无法充分发挥其调节能力,导致整体响应速度较慢。孤岛运行时,利用储能为光储系统建立频率、电压,但采用下垂控制存在稳态偏差且对储能荷电状态（State of Charge,SoC）的考虑不足。现有研究没有实现多光储系统间的有效协同,为解决上述问题,本文主要研究内容如下:（1）针对并网运行的光储系统,提出了一种光储功率协同控制方案。光伏功率波动较小时,无需所有储能参与调节,筛选储能系统中SoC最高/最低者进行响应,减少整体动作次数,延长使用寿命。光伏功率波动较大时,对传统恒功率控制进行改进,基于一阶一致性算法提出了储能动态功率分配控制策略,考虑储能系统的差异性,提高储能整体的响应速度,实现系统功率快速平衡,并在系统满足总功率需求后对各储能出力按照容量、SoC的比例进行再分配。通过协同控制使储能整体在平抑光伏波动时同向出力,降低了对单个储能容量的需求。在仿真中与传统恒功率控制进行对比,通过多个仿真工况验证了所提控制方法的有效性。（2）针对孤岛运行的光储系统,以下垂控制为一次控制,分析了基于一阶一致性算法的二次控制的不足,基于二阶一致性算法设计了频率-SoC均衡控制器,能够有效结合频率补偿和SoC渐进均衡这两个控制目标,简化了系统控制结构。对于电压和无功采用了同样的方法,验证了控制器在一定的通信时延下无稳态误差。建立了详细的状态空间模型进行小信号稳定性分析,给出了影响系统稳定性的关键参数。在仿真中与下垂控制和基于一阶一致性算法的二次控制进行对比,通过多个仿真工况验证了所提控制方法的有效性。
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