研究概述：針對直流微電網(wǎng)互聯(lián)變換器提出一種能根據(jù)兩端直流母線電壓判斷自身傳輸功率方向與大小的智能控制策略。該策略首先將兩個直流微電網(wǎng)之間的互聯(lián)變換器作為微電網(wǎng)潮流控制器(Microgrid Power Flow Controller, MPFC)來控制互聯(lián)線路上的潮流。然后提出一種微網(wǎng)自適應(yīng)功率下垂控制方法使MPCF與分布式儲能協(xié)同控制直流母線電壓。最后使用Matlab/Simulink仿真驗證該控制方法能夠有效提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率，并且能夠減小因不需要的功率流動所帶來的功率損耗及儲能的充放電次數(shù)。

研究背景

隨著可再生能源發(fā)電技術(shù)、電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和直流負荷的不斷增多，直流微電網(wǎng)的概念被提出。直流微電網(wǎng)是由分布式發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和電力電子變換器所構(gòu)成的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，相比于交流電網(wǎng)其在接入新能源發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)、直流負荷時減少了電壓轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)和損耗；受控量相對較少，可靠性更高；不需進行頻率、無功功率控制和諧波補償。

直流微電網(wǎng)的發(fā)展必定會朝拓撲復(fù)雜化、線路冗余化方向發(fā)展，直流微電網(wǎng)潮流控制策略的研究也就變得十分必要。文獻[2]提出用變流器控制層、母線控制層以及調(diào)度管理層的3層控制結(jié)構(gòu)來控制母線電壓，其有效增強直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性但未考慮微電網(wǎng)互聯(lián)的情況；文獻[3]提出一種可以根據(jù)交直流混合微電網(wǎng)某一側(cè)“占優(yōu)”來控制另一側(cè)母線電壓的控制策略，但其沒有給出“占優(yōu)”的判斷依據(jù)；文獻[4]提出使用直流斷路器或高頻隔離雙向DC/DC變換器互聯(lián)直流微電網(wǎng)，前者成本低、損耗小但不可變換電壓；后者可變換電壓、電氣隔離、控制潮流，但其沒有進一步探討互聯(lián)時的控制策略。文獻[5]提出用高低壓直流母線電壓標幺值之比s決定潮流控制器工作狀態(tài)，但該方法降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。文獻[6]提出現(xiàn)有直流潮流控制器主要有可變串聯(lián)電阻器、串聯(lián)電壓源、直流變壓器3種，前兩者分別存在增加損耗和需要外部電源的缺點，故提出一種能夠靈活調(diào)節(jié)功率的雙有源橋拓撲的直流變壓器，但其控制策略需要一條額外的直流線路。

本文在此基礎(chǔ)上提出將直流微電網(wǎng)互聯(lián)變換器作為潮流控制器，并給出一種智能自適應(yīng)下垂控制策略，使潮流控制器能夠與原分布式儲能協(xié)同控制直流母線電壓，最終提高整個微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

研究結(jié)論

1)本文將直流微電網(wǎng)互聯(lián)變換器作為潮流控制器，并針對其提出了一種智能控制策略，實現(xiàn)潮流控制器在兩微電網(wǎng)電壓穩(wěn)定運行時閉鎖；在某一側(cè)出現(xiàn)不平衡功率時，若該側(cè)儲能仍有裕度時只調(diào)度對側(cè)負載與發(fā)電之間的不平衡功率，若該側(cè)儲能沒有裕度則調(diào)度對側(cè)儲能功率，該方法有效提高了整個直流微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、能源的利用率，減少了儲能充放電次數(shù)。

2)提出一種基于SOC自適應(yīng)下垂系數(shù)協(xié)同控制策略，使均一化下垂系數(shù)m0根據(jù)微電網(wǎng)不平衡功率的大小和實時工作儲能個數(shù)進行調(diào)節(jié)以減小電壓穩(wěn)態(tài)偏差。同時每一個分布式儲能與潮流控制器承擔(dān)的功率按其SOC分配，以防止某一儲能因過充或過放而突然退出運行對直流母線電壓產(chǎn)生沖擊。

最后使用Matlab/Simulink搭建仿真模型，仿真結(jié)果表明，本文提出的控制策略能夠在兩直流微電網(wǎng)穩(wěn)定運行的前提下有效減小電壓波動和儲能充放電次數(shù)。

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