基于分散PV-BES协调架构的孤岛直流微网电压控制

马红明，耿泉峰 ，霍雨佳，王朔

（1.国网河北省电力有限公司营销服务中心，河北 石家庄 050000；2.浙江工业大学机械工程学院，浙江 杭州 310023）

近年来，光伏发电（photovoltaic，PV）已成为主流分布式能源。PV具有分布广、零排放的优点，是边远地区很有前景的能源解决方案[1-3]。与传统集中发电相比，PV具有分布式特性，它依靠微电网（microgrid，MG），是利用太阳能的有效途径[4-7]。MG集发电、负荷、储能于一体，可以持续稳定地提供电能，支持多种负荷，同时保持低前期成本和较短前置时间。除了传统MG外，可扩展插拔式（plug-n-play，PnP）MG已经成为学术界和工业界研究的热点[8-10]。PnP MG可以进一步降低设计和安装成本，并允许用户在需求增长时有机地增加电网的支撑能力。直流MG因其可靠性、效率高，控制简单等优点而倍受关注，有利于孤岛PnP MG的应用[11]。目前，PnP MG已经成为解决农村地区能源贫困问题的一个有效解决方案。为了实现PnP MG的高模块化和可扩展性，设计的关键因素与传统MG有较大不同[12]，除了高度模块化的硬件结构外，还需要开发完全独立于通信的分散控制系统，其中，下垂控制是最常用的分散控制方法，可实现MG的电压调节和功率分配。与并网MG系统不同的是，在孤岛MG系统中，没有主电网支撑能量和稳定电压，功率平衡需要由MG自身调节来维持。通常采用下垂控制系统来平衡发电与负载之间的功率不平衡。然而，由于电池储能（battery energy storage，BES）系统的荷电状态（SOC）限制和充放电功率限制，BES系统的调节能力有限。因此，当BES饱和时，需要用PV发电作为母线调压器。……