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将光伏发电系统和其他形式的微电源集成为光伏微网系统,通过配置能量管理系统(EMS),能够实现自我控制、保护和管理,同时可提高可再生能源转化利用效率,改善电能质量。实时控制是能量管理系统的重要组成部分,在保证微网稳定运行和并网/离网模式无缝切换等控制过程中,都起着关键作用。 本文针对包含混合储能的光伏微网系统,对微电网实时能量协调控制策略展开了研究,主要工作有以下几个方面: (1)针对由光伏-蓄电池-超级电容组成的光伏微电网系统,对各微源进行了数学建模并提出其各自在并/离网模式下的控制策略。根据蓄电池和超级电容各自特点,通过低通滤波功率分解法,由蓄电池吸收负载和光伏单元输出功率中低频波动功率分量,超级电容吸收剩下的高频波动功率分量,两者的协调分工达到实时跟踪负载变化、平抑光伏输出功率波动目的。 (2)提出了一种基于本地控制和微网中央控制的两层分层控制模型和二次在线优化调度的微电网实时能量协调控制策略。为实现本地层能量实时调度,提出了该微电网在并网模式、离网模式、并/离网模式切换时的实时调度策略。利用根轨迹法对逆变器控制器参数进行了优化,并分六种微网运行情形进行仿真验证了实时能量协调控制策略的有效性。 (3)提出光伏微电网二次在线优化调度算法。通过对微网交流母线频率采样根据下垂特性公式实时计算出总功率调度指令,依据目标函数和约束条件采用遗传算法,向本地层各单元实时动态分配功率实现实时能量平衡。最后在光伏、蓄电池、电子负载组成的微网实验平台上进行了本地层一次控制及中央层二次调频控制的能量协调控制实验,实验结果达到预期目标。