【摘 要】
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随着全球化石能源的不断消耗与环境问题的日益严峻,可再生能源逐渐成为全世界实现新一轮能源结构转型的关键,这也对大电网接纳可再生资源的并网能力提出更高要求,一种行之有效的策略是引入带有储能单元的直流微电网。本文以全钒液流电池（Vanadium redox battery,VRB）串联带有控制回路的双向Buck/Boost变换器组成储能模块,多个储能模块并联在直流母线侧组成并联储能系统。并联储能系统运行
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随着全球化石能源的不断消耗与环境问题的日益严峻,可再生能源逐渐成为全世界实现新一轮能源结构转型的关键,这也对大电网接纳可再生资源的并网能力提出更高要求,一种行之有效的策略是引入带有储能单元的直流微电网。本文以全钒液流电池（Vanadium redox battery,VRB）串联带有控制回路的双向Buck/Boost变换器组成储能模块,多个储能模块并联在直流母线侧组成并联储能系统。并联储能系统运行时,需要对变换器施加合理的闭环控制策略,使得各模块能够根据其荷电状态（State of charge,SOC）动态分配功率负荷,且直流母线侧电压始终稳定在理想值附近。为了实现上述控制目标,本文提出了一种基于SOC的改进互联通信下垂控制方法,该方法包含母线电压补偿的二次控制,能够补偿下垂系数与线阻引起的母线电压跌落;同时将各模块SOC相对全局平均SOC值的偏差信息引入下垂系数,使得各模块能够根据SOC动态分配功率负荷;并从控制理论的角度总结出了改进下垂法适用于各模块初始SOC偏差在一定范围内的工况。为了弥补改进下垂法在适用工况上的局限性,本文进而提出了一种基于SOC的改进互联通信均流控制方法,该方法采用均流环、电压环、电流环的三闭环结构。根据各储能模块的SOC设置相应的电流环基准值,实现动态分配功率负荷的目的;通过抬高母线电压基准值补偿线阻引起的母线电压跌落。并从控制理论的角度验证了改进均流方法能够适用于各模块初始SOC偏差较大的工况。为了验证所提改进方法的合理性与有效性,本文搭建了基于Matlab/Simulink的软件仿真平台与基于TMS320F28335的半实物仿真平台,分别对以上两种改进方法进行仿真。结果表明,两种改进方法都能够根据SOC动态分配功率负荷,且母线电压能够稳定在理想值附近。相较改进下垂方法,改进均流方法能够在各模块SOC差异较大的工况下较好地实现控制目标。
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