同时,若剩余的BESD受接口逆变器容量限制,无法足量的满足负荷功率平衡需求,孤岛电网只能甩掉部分负荷,以维持基本运行。因此,如能在下垂控制中引入具有改善多储能设备SOC一致性功能的控制环节,可以充分利用所配置的BESD容量,扩展功率平衡的时间和提升功率平衡的能力,对保证孤岛电网安全稳定运行具有重要意义。
为了实现各储能设备间协调控制,文献通过储能环节多层通信进行下垂控制,实现并联储能设备间SOC均衡控制,使储能设备在放电过程中SOC趋于一致,但这些通信组件必然降低设备整体可靠性。
文献采用无通信环节的下垂控制策略,实现并联蓄电池储能设备间SOC均衡控制。但该方案控制参数需在固定的负荷功率与蓄电池初始SOC误差下求取,因此在运行状态具有显著随机性与不确定性的孤岛电网中的适用性有所欠缺。
本文针对孤岛电网中采用传统下垂控制的并联BESD放电过程中SOC不均问题,提出一种多储能设备SOC一致性控制策略并进行优化。首先,将BESD中SOC作为下垂控制器输入之一,协调控制并联BESD间SOC,在放电过程中实现动态均衡;在此基础上,提出一种纳入系统运行参数的加速因子在线优化方法,实时调节有功下垂因子指数项,在约束条件下提升了下垂控制器均衡并联BESD间SOC的能力;最后通过仿真与实验对控制策略进行了验证。
图2 多储能系统SOC一致性优化控制策略框图
结论
为了进一步提升并联BESD的补偿能力,本文提出一种基于蓄电池能量存储设备中SOC构建的多储能设备SOC一致性优化控制策略,使并联BESD在满足孤岛电网负荷需求的前提下,实现并联BESD间SOC动态均衡;在结合下垂控制器约束及逆变器运行参数分析的基础上,提出一种实时在线优化加速因子n的控制方案,进一步改善本文所提下垂控制器在约束条件下SOC均衡效果。
仿真与实验结果验证了本文所提控制算法能够有效降低并联BESD间SOC差异,显著提升剩余能量均衡度。