含多分布式超级电容的直流微电网功率平滑协调控制方法

刘海涛，李 蕊，孙丽敬，徐旖旎，熊 雄，吴 鸣

（国网上海能源互联网研究院有限公司，上海 201213）

在以同步发电机为主的含高比例新能源接入的低惯量交直流微电网（如偏远地区、岛屿与直流舰船等独立供电系统）、基于混合储能的电动汽车直流供电系统，或直流微电网通过双向DC-AC变流器接入弱交流系统等应用场景中，高比例新能源及负荷的快速、大功率波动是此类直流微电网稳定运行控制面临的主要挑战[1-3]。利用功率型储能系统，如超级电容和飞轮储能等，提升这类直流系统的等效惯量，是有效应对功率冲击和平滑主电源输出功率[4-6]的可行方案之一。本文主要关注如何应用超级电容系统进行直流微电网暂态功率平滑以及等效惯量的提升。

针对简单微电网或容量较小的系统，可以配置集中式超级电容。一类简单的控制方法是直接对功率扰动或主电源输出功率进行量测，然后通过频率分频器进行扰动功率分频处理，最后利用超级电容系统平滑高频分量[7-8]。针对基于混合储能系统的直流微电网多尺度功率平滑控制，文献[9]提出基于虚拟电阻和电容混合参数的下垂控制策略，利用虚拟电阻与电容参数实现了多类型储能间的分频段功率平滑。上述方法要么采用了集中控制器，要么针对一个集中超级电容系统进行了讨论，若集中控制器或集中式超级电容发生单点故障，则容易降低功率平滑系统的可靠性。

为进一步提高功率平滑系统的可靠性，可采用多分布式超级电容。……