计及荷电状态的并网型直流微电网功率协同控制策略

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.24010

发电技术 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (4): 788-796.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.24010

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计及荷电状态的并网型直流微电网功率协同控制策略

卫广宇¹, 应笑冬¹, 姚延军¹, 杨小芳¹, 翁楚迪², 彭勇刚², 李海龙¹

^1.宁波经济技术开发区北仑电力实业有限责任公司，浙江省宁波市 315825
^2.浙江大学电气工程学院，浙江省杭州市 310027

收稿日期:2024-01-15 修回日期:2024-05-26 出版日期:2025-08-31 发布日期:2025-08-21
通讯作者: 彭勇刚
作者简介:卫广宇(1985)，男，高级工程师，从事电力调度自动化研究，187150070@qq.com；
彭勇刚(1978)，男，博士，教授，从事分布式发电、智能电网研究，本文通信作者，pengy@zju.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51877188┫┣KJXM2022023)

Power Coordinated Control Strategy for Grid-Connected DC Microgrid Considering State of Charge

Guangyu WEI¹, Xiaodong YING¹, Yanjun YAO¹, Xiaofang YANG¹, Chudi WENG², Yonggang PENG², Hailong LI¹

^1.Ningbo Economic-Technological Development Area Beilun Electric Power Industry Co. , Ltd. , Ningbo 315825, Zhejiang Province, China
^2.School of Electrical Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, Zhejiang Province, China

Received:2024-01-15 Revised:2024-05-26 Published:2025-08-31 Online:2025-08-21
Contact: Yonggang PENG
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(51877188);Science and Technology Project of Ningbo Yongyao Electric Power Investment Group Co., Ltd(KJXM2022023)

摘要/Abstract

摘要：

目的现有关于分散式协同控制策略的研究主要针对直流微电网内部的功率分配展开，而较少考虑直流微电网并网运行的情况。对此，提出一种计及荷电状态(state of charge，SOC)的并网型直流微电网功率协同控制策略。方法所提策略将互联变换器视作一个可调度的资源，基于直流母线电压调节储能单元和互联变换器的输出功率，并限制母线电压和储能单元SOC在允许范围内。结果根据Simulink仿真结果，所提策略能够实现储能单元和互联变换器之间的分散式功率协同和储能单元之间的SOC均衡，并避免电压越限和储能单元过充过放的情况出现。结论所提控制策略能够在并网型直流微电网内实现合理的功率分配，保证系统的稳定运行。

关键词: 直流微电网, 协同控制策略, 分散式控制, 功率分配, 储能单元, 荷电状态(SOC)均衡

Abstract:

Objectives Existing research on decentralized coordinated control strategies mainly focuses on power distribution within DC microgrid, with limited consideration given to the operation of grid-connected DC microgrids. To address this, a power coordinated control strategy for grid-connected DC microgrids, considering the state of charge (SOC), is proposed. Methods The proposed strategy treats the interconnecting converter as a dispatchable resource. It regulates the output power of the energy storage unit and interconnecting converter based on the DC bus voltage while keeping the bus voltage and SOC of the energy storage unit within allowable limits. Results The proposed strategy can achieve decentralized power coordination between the energy storage unit and the interconnecting converter, as well as SOC balancing among energy storage units. It also prevents overvoltage and overcharge/overdischarge conditions for the energy storage units. Conclusions The proposed control strategy ensures reasonable power distribution in grid-connected DC microgrids and guarantees the stable operation of the system.

Key words: DC microgrid, coordinated control strategy, decentralized control, power distribution, energy storage unit, SOC balancing

中图分类号:

TK 01

卫广宇, 应笑冬, 姚延军, 杨小芳, 翁楚迪, 彭勇刚, 李海龙. 计及荷电状态的并网型直流微电网功率协同控制策略[J]. 发电技术, 2025, 46(4): 788-796.

Guangyu WEI, Xiaodong YING, Yanjun YAO, Xiaofang YANG, Chudi WENG, Yonggang PENG, Hailong LI. Power Coordinated Control Strategy for Grid-Connected DC Microgrid Considering State of Charge[J]. Power Generation Technology, 2025, 46(4): 788-796.

图/表 1

表1 仿真参数

Tab. 1 Simulation parameters

参数	数值
直流母线电压额定值 $U *$ /V	500
直流负荷初始功率 $P L$ /kW	10
储能容量 $C S k$ /C	250
下垂系数之比 $r I C$ ∶ $r E 1$ ∶ $r E 2$	1∶1∶1

表1 仿真参数

Tab. 1 Simulation parameters

参数	数值
直流母线电压额定值 $U *$ /V	500
直流负荷初始功率 $P L$ /kW	10
储能容量 $C S k$ /C	250
下垂系数之比 $r I C$ ∶ $r E 1$ ∶ $r E 2$	1∶1∶1

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计及荷电状态的并网型直流微电网功率协同控制策略

Power Coordinated Control Strategy for Grid-Connected DC Microgrid Considering State of Charge

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