返回列表 发布新帖

基于直流母线电压信号的小型独立直流微电网自主平滑模式切换控制策略

27 0
admin 发表于 2024-12-14 11:26 | 查看全部 阅读模式

文档名:基于直流母线电压信号的小型独立直流微电网自主平滑模式切换控制策略
摘要:在独立直流微电网中,储能系统(ESSs)和光伏(PV)是主要能源.在极端条件下,储能和光伏变换器需要进行工作模式切换以协调功率,为了优化切换性能,该文提出一种基于直流总线信号(DBS)的自主平滑模式切换控制策略,用于多个光伏电源和ESS的无通信协同工作,提高了系统的可靠性.针对多模式切换过程中的抖振和死锁问题,所提出的控制策略利用具有反馈抑制机制的PI控制器实现了在饱和与激活之间无缝切换.同时,为了进一步提升光伏能量的利用率,所提出的控制策略充分考虑了ESS的荷电状态(SOC),并使光伏电源能够直接参与直流母线电压的调节.此外,还对模式切换时间与控制器参数的设计进行了详细的分析建模,以优化模式切换性能.最后,建立了一个小型独立直流微电网实验系统,以验证所提出的直流微电网控制方法的可行性.

Abstract:Inastand-aloneDCmicrogridsystem,energystoragesystems(ESSs)andphotovoltaic(PV)powersourcesarethemainenergysources.However,thebattery'sDCbusvoltageregulationcapabilityislimitedanddecreaseswithincreasingphotovoltaicpenetration.Inthisscenario,thereisanincreasingdemandforPVsourcestoparticipateinDCbusvoltageregulating,especiallyinsmall-sizedstand-aloneDCmicrogrids.Inthecurrentcontrolmethod,thecontrolforPVgeneratorsneedstobeswitchedtodifferentmodesaccordingtothecorrespondingvoltagelevel.Duringtheswitching,theoutputpowerofPVmodulesfluctuatesgreatly,whichinfluencestheperformanceofthesystem.Therefore,transientsareparticularlychallenginginstand-aloneDCmicrogridsandmaycauseerroneousswitchingbetweencontrolsets.Theswitchingcontrolstrategiesmustbecarefullydesigned,especiallywhenatimedelayexistsindetectingtheswitchingsituation.Thispaperintroducesanautonomousandsmoothmode-switchingcontrolstrategybasedonDCBusSignaling(DBS)tocooperatewithmultiplePVsourcesandESS.TheproposedcontrolstrategyutilizesthealternationbetweensaturationandactivationofthePIcontrollerwithaback-calculationmechanism.SomeouterclosedloopsofthePIcompensatorreachtheactuatorlimits,andthefeedbackloopisbrokenduringmodeswitching.Thismethodcansolvethechatteringanddeadlockproblemsduringmodeswitching,shortenthemodeswitchingtime,andreducetheovershootofDCbusvoltage.ThecommunicationbetweentheconvertersisrealizedthroughtheDCbusvoltage,whichreducestheoverallcostofthesystem.BasedontheDBSmethod,differentoperationmodesofthesystemaredivided,andthefiverepresentativecasesintheDCmicrogridsystemareindicated.Inaddition,thecontrolmethodsforPVconvertersandbatteryenergystorage(BES)convertersarediscussed.Particularly,tofullyusePVenergy,theproposedcontrolstrategyconsidersthestateofcharge(SOC)ofESSandenablesPVsourcestoregulatetheDCbusvoltage.Besides,themode-switchingtimeisobtainedbyanalyzingtheback-calculationPIcompensatorstooptimizethemode-switchingprocess.TheresultsshowthatthemodeswitchingtimeisrelatedtoIC,voltagedifference,andtheanti-windupgain.Theerrorsbetweensimulationresultsandtheoreticalresultsarelessthan5%.Thedesignmethodforcontrollerparametersisalsoprovided.Finally,asmall-scalestand-aloneDCmicrogridexperimentalsystemona375V/2kWprototypeissetuptodemonstratethefeasibilityoftheproposedmethodforDCmicrogridcontrols.Thesteady-stateanddynamicperformanceshavebeendiscussedtoverifythefeasibilityoftheproposedcontrolscheme.ThemodeswitchingperformanceunderdifferentcontrolparametersKaisgiven.Comparedwiththetraditionalmethod,theproposedcontrolmethodcanachieveautonomousandsmoothmodeswitchingwithoutchatteringanddeadlockproblems,shortenthemodeswitchingtime,andreducetheovershootoftheDCbusvoltageduringthemode-switchingprocess.TheproposedcontrolschemecanautonomouslyalterthecontrolobjectiveswithoutthecentralcontrollerandenhancethereliabilityoftheDCmicrogrid.

作者:翟凡  李桂丹  王议锋  陈博  王忠杰Author:ZhaiFan  LiGuidan  WangYifeng  ChenBo  WangZhongjie
作者单位:天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072
刊名:电工技术学报 ISTICEIPKU
Journal:TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety
年,卷(期):2024, 39(10)
分类号:TM46
关键词:自主控制方案  直流微电网  储能系统(ESS)光伏(PV)电力系统  电力管理  
Keywords:Autonomouscontrolscheme  DCmicrogrid  energystoragesystem(ESS)  photovoltaic(PV)powersystems  powermanagement  
机标分类号:TM732TP273TM912
在线出版日期:2024年5月31日
基金项目:国家重大自然科学基金项目,天津市研究生科研创新项目,天津市研究生科研创新项目基于直流母线电压信号的小型独立直流微电网自主平滑模式切换控制策略[
期刊论文]  电工技术学报--2024, 39(10)翟凡  李桂丹  王议锋  陈博  王忠杰在独立直流微电网中,储能系统(ESSs)和光伏(PV)是主要能源.在极端条件下,储能和光伏变换器需要进行工作模式切换以协调功率,为了优化切换性能,该文提出一种基于直流总线信号(DBS)的自主平滑模式切换控制策略,用于多个光...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
本文读者也读过
相似文献
相关博文

        基于直流母线电压信号的小型独立直流微电网自主平滑模式切换控制策略  An Autonomous and Smooth Mode Switching Control Strategy Based on DC Bus Signaling for Small-Scale Stand-Alone DC Microgrid

基于直流母线电压信号的小型独立直流微电网自主平滑模式切换控制策略.pdf
2024-12-14 11:26 上传
文件大小:
3.74 MB
下载次数:
60
高速下载
【温馨提示】 您好!以下是下载说明,请您仔细阅读:
1、推荐使用360安全浏览器访问本站,选择您所需的PDF文档,点击页面下方“本地下载”按钮。
2、耐心等待两秒钟,系统将自动开始下载,本站文件均为高速下载。
3、下载完成后,请查看您浏览器的下载文件夹,找到对应的PDF文件。
4、使用PDF阅读器打开文档,开始阅读学习。
5、使用过程中遇到问题,请联系QQ客服。

本站提供的所有PDF文档、软件、资料等均为网友上传或网络收集,仅供学习和研究使用,不得用于任何商业用途。
本站尊重知识产权,若本站内容侵犯了您的权益,请及时通知我们,我们将尽快予以删除。
  • 手机访问
    微信扫一扫
  • 联系QQ客服
    QQ扫一扫
2022-2025 新资汇 - 参考资料免费下载网站 最近更新浙ICP备2024084428号-1
关灯 返回顶部
快速回复 返回顶部 返回列表