直流微电网双层控制策略

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基于功率分层的直流微电网协调控制策略

基于功率分层的直流微电网协调控制策略随着社会经济的发展和工业化进程的加快，电力系统在过去几十年中取得了长足的发展。

传统的中央化发电和配电方式存在着诸多问题，如输电损耗大、供电可靠性低、对环境的影响大等。

为了解决这些问题，微电网概念应运而生。

微电网是一种由分布式能源、负载和储能设备组成的小型电力系统，能够独立运行或与主电网协调运行。

直流微电网又是微电网的一种重要形式，其具有功率分层、低压控制、易于接入分布式能源等特点，因此备受关注。

直流微电网中的分布式能源和负载设备通常通过直流母线进行连接，如太阳能光伏、风力发电、电动汽车等，从而实现了直流电源和直流负载之间的直接连接。

直流微电网中存在着多种不同功率等级的设备，包括功率较大的分布式能源和负载、功率较小的调频设备、储能设备等。

如何有效地协调控制直流微电网中不同功率等级设备的运行，成为了当前研究的热点和难点问题。

针对上述问题，本文提出了一种基于功率分层的直流微电网协调控制策略。

该策略主要包括功率控制层、电压控制层和频率控制层三个方面，分别针对直流微网中不同功率等级设备的控制需求进行协调控制，以实现直流微电网的稳定运行和高效利用。

功率控制层主要针对功率较大的分布式能源和负载设备进行控制。

对于分布式能源来说，需要根据外部环境和负载需求，动态调节其输出功率，以满足微电网内部和外部的电能需求。

对于负载设备来说，需要根据负载变化和电网运行状态，调节其耗能功率，以实现对电能的高效利用。

功率控制层需要通过智能控制算法，实时监测并调节分布式能源和负载设备的功率输出，以实现直流微电网内部功率的平衡和协调。

频率控制层主要针对微网内部发电与消耗间的功率平衡进行控制。

该层需要通过频率补偿控制算法，实时调节微电网内部负载的功率消耗，在电网外部功率匹配的条件下实现微网内部发用电功率平衡。

这样可以有效降低直流微网内的频率波动，提升微网内部的电能质量。

在实际应用中，基于功率分层的直流微电网协调控制策略可以结合现代通信、计算和控制技术，实现对微网内部设备的智能化监控和控制。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略

基于功率分层的直流微电网协调控制策略功率分层是直流微电网中常见的一种控制策略。

其基本思想是根据电力设备的功率等级，将微电网系统内的负载划分为不同的层级，并对每个层级设定功率目标。

通过控制每个层级的功率，实现微电网内各个层级之间的功率平衡和协调运行。

在具体实施中，直流微网可分为主网、分布网和用户层级。

主网层级由电源和储能设备组成，负责微网的整体调度和管理；分布网层级包括电力分配与转换设备，负责将主网层级的电能送至用户层级；用户层级是微电网中最末端的用户设备。

通过功率分层的控制策略，可以实现主网层级、分布网层级和用户层级之间的能量匹配和协调。

具体控制实施中，可以通过功率分层控制策略来调节电源和负载之间的功率平衡。

当主网层级的电源功率大于负载功率时，可以将多余的电能存储在储能设备中以备不时之需；当负载功率大于主网层级的电源功率时，可以从储能设备中释放电能以满足负载需求。

通过不断调整主网层级和负载层级之间的功率配额，实现微网内的功率平衡。

除了主网层级和负载层级之间的功率控制，还需要关注分布网层级中的功率匹配。

分布网层级中的电力配电和转换设备需要实时监测和调整转换功率，以确保电能的传输和分配的可靠性和高效性。

通过不断优化分布网层级的功率控制策略，可以实现微电网系统的整体优化。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略是目前研究的热点之一。

通过控制主网层级、分布网层级和用户层级之间的功率平衡，可以提高微电网的运行效率和供电质量，降低能源消耗和碳排放。

功率分层的控制策略还可以更加灵活地应对微电网内部和外部的变化和波动，提高微电网的鲁棒性和可靠性。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略具有重要的实际意义和应用前景。

通过合理设计和优化控制策略，可以提高直流微电网的运行效率和供电质量，为微电网的发展和推广提供技术支持。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略

基于功率分层的直流微电网协调控制策略直流微电网是一种将多种不同类型的电能源和负荷有机集成在一起的电力系统。

由于其具有高可靠性、高经济性和高可持续性等优点，越来越得到广泛的关注和应用。

直流微电网中的协调控制策略是实现系统稳定运行和优化能源管理的关键。

传统的控制策略主要基于电压和频率控制，但在高比例使用可再生能源的直流微电网中，这些方法不再适用。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略是一种新兴的控制策略，能够有效解决直流微电网中能量管理和电力质量问题。

该方法将直流微电网划分为分布式电源层、储能层和负荷层三个功率分层，在各个层之间实现功率的调度和平衡。

在基于功率分层的直流微电网控制策略中，分布式电源层是直流微电网的主要发电层，可以包括太阳能光伏、风能和燃料电池等可再生能源发电系统。

分布式电源层通过最大功率点追踪技术将可再生能源转换为直流电能，并向储能层和负载层提供电能。

储能层是直流微电网的能量储存层，常用的储能设备包括电池和超级电容器等。

储能层可以根据系统需求对能量进行存储或释放，实现能量的平衡和峰谷平衡。

储能层还可以提供短期的备用电量，增加系统的可靠性。

负载层是直流微电网的能量消耗层，包括各种类型的负载设备，如家用电器、工业设备和充电桩等。

负载层通过功率控制技术，根据实时功率需求从储能层或分布式电源层获取所需的电能。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略主要基于功率调度和平衡原则，通过控制各个层之间的功率流动，实现系统稳定运行和能量优化管理。

具体而言，该控制策略包括以下几个方面：1. 分布式电源层的最大功率点追踪：针对不同类型的分布式发电设备，通过最大功率点追踪技术，实现最大化发电功率输出，并将可再生能源转化为直流电能。

2. 储能层的能量管理：根据系统需求，通过控制储能层的充放电过程，平衡系统能量供需，同时实现对峰谷电价的优化。

储能层还可以根据系统频率和电压变化等情况提供快速功率支持，提高系统的稳定性。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略

基于功率分层的直流微电网协调控制策略
微电网是一种包含多种能量资源的小型电网系统，它可以独立运行，也可以与主电网
交互。

直流微电网是一种以直流电为主要形式的微电网，它具有高效性、易于控制和可靠
性等优点，成为当前微电网研究的热点之一。

然而，直流微电网协调控制策略的研究仍然
面临一些挑战，如控制模型复杂、系统不稳定等问题。

因此，本文提出了一种基于功率分
层的直流微电网协调控制策略，旨在解决这些问题。

首先，本文介绍了直流微电网的基本结构和特点，包括直流母线、电池存储器、分布
式电源等。

然后，分析了直流微电网中存在的控制问题，如负载均衡、能量管理和容错等
问题。

针对这些问题，提出了基于功率分层的协调控制策略。

该策略将直流微电网划分为
三个功率层次，包括高级功率、中级功率和低级功率。

高级功率层次主要管理电网的总功率控制和能量管理，中级功率层次主要负责负载均
衡和微电网容错，低级功率层次主要对直流母线的状态控制和电池的充电和放电进行管理。

这种分层结构可以有效地提高系统的稳定性和控制可靠性。

为了验证该控制策略的有效性，本文设计了直流微电网仿真模型，并进行了实验验证。

实验结果表明，该控制策略能够有效地提高直流微电网的控制可靠性和稳定性，实现了负
载均衡和能量管理的良好控制性能。

综上所述，基于功率分层的直流微电网协调控制策略是一种有效的控制方法，能够解
决直流微电网中存在的控制问题，提高系统的稳定性和控制可靠性。

这一策略具有一定的
实用价值，可以为直流微电网的实际应用提供一定的参考。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略

基于功率分层的直流微电网协调控制策略随着可再生能源的迅速发展，微电网已成为新能源系统的重要组成部分，其具有分布式、灵活性高、运行安全可靠等优势。

然而，微电网的调度控制问题一直是当前研究的热点和难点之一，尤其是直流微电网中分布式电源的间协调控制问题。

本文提出了一种基于功率分层的直流微电网协调控制策略，旨在提高微电网各节点间的协调性，优化其整体性能。

该策略将直流微电网分为上下两层控制体系，上层控制器负责整个微电网的电量调度，在此基础上分配各节点的功率需求，下层控制器则负责每个节点的具体功率控制。

其具体实现过程如下：1. 上层控制器: 该控制器通过对微电网中的每个节点进行功率分配，实现对整个微电网的功率调度。

其具体操作步骤如下：（1）根据微电网目标功率和电量需求计算每个节点的初始功率分配；（2）实时监测微电网各节点的电力负荷和发电量，并对其进行动态调整，以保持各节点间的功率平衡；（3）当微电网中出现不稳定状态时，上层控制器将调整各节点的功率分配，以实现对微电网的有效控制。

（1）根据上层控制器分配的功率值，计算每个节点需要实现的电流输出；（3）如果节点出现故障或运行异常，下层控制器将及时发出警报，并向上层控制器汇报。

1. 能够实现微电网内各节点的协调控制和高效能使用，提高微电网的整体性能和工作效率；2. 可以有效应对微电网内因天气变化等因素引发的暂时性的电力波动和不稳定现象，提高微电网的稳定性和安全性；3. 通过分层次的控制策略，能够快速诊断和处理微电网内节点的故障，提高微电网的维护和管理效率。

综上所述，基于功率分层的直流微电网协调控制策略是一种高效、稳定、可靠的微电网调度控制方法，具有重要的应用价值和研究意义。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略

基于功率分层的直流微电网协调控制策略1. 引言1.1 背景介绍直流微电网是指直流输电和直流配电网络相结合的一种新型电力系统，它具有能源资源利用高效、系统运行可靠性高等优点。

随着可再生能源的快速发展和智能电网技术的成熟，直流微电网正逐渐成为电力系统发展的新趋势。

直流微电网系统中存在着各种电力器件和充电系统之间的不一致性，会导致系统运行效率低下和能源利用不足的问题。

为了解决直流微电网中功率分布不均和控制混乱的现状，基于功率分层的协调控制策略应运而生。

该策略将系统中的电力器件和充电系统按功率级别进行分层控制，实现系统中各个环节的协调运行。

通过分层功率控制和控制算法设计，可以有效提高系统的运行效率和能源利用率，保障直流微电网系统的稳定运行。

针对直流微电网系统中存在的问题，本文将深入探讨基于功率分层的协调控制策略设计，并提出相应的分层功率控制策略和控制算法设计，以期为直流微电网系统的优化运行提供理论支持。

1.2 研究意义基于功率分层的直流微电网协调控制策略的研究意义主要体现在以下几个方面：直流微电网中存在着多种不同类型、功率和性质的负载和电源，如何合理分配和管理这些功率资源，是直流微电网协调控制的关键问题；功率分层概念为直流微电网的协调控制提供了新思路和方法，通过将不同功率层级的设备进行分类管理，可以有效提高直流微电网的运行效率和稳定性；基于功率分层的直流微电网协调控制策略设计不仅对于实现直流微电网内部设备的协调运行具有重要意义，也能够为微电网与传统电力系统的互联提供技术支持，促进微电网与传统电网的融合发展。

通过对基于功率分层的直流微电网协调控制策略的研究，可以进一步推动直流微电网技术的发展和应用，为构建清洁高效的能源系统提供技术支撑。

1.3 研究现状直流微电网中的功率平衡和控制问题是一个重要的研究方向。

由于直流微电网中涉及到多种能源和负载，如太阳能、风能、储能系统等，如何合理配置这些能源资源，保证微电网的稳定运行成为了一个热门的研究课题。

微电网的分层控制研究_黎金英

第３１卷第５期２０１４年１０月现　代　电　力Ｍｏｄｅｒｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３１　Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２０１４文章编号：１００７－２３２２（２０１４）０５－０００１－０６文献标志码：Ａ中图分类号：ＴＭ７２７微电网的分层控制研究黎金英，艾　欣，邓玉辉（华北电力大学电气与电子工程学院，北京　１０２２０６）Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ＭｉｃｒｏｇｒｉｄＬｅ　Ｋｉｍ　Ａｎｈ，ＡＩ　Ｘｉｎ，Ｄａｎｇ　Ｎｇｏｃ　Ｈｕｙ（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０２２０６，Ｃｈｉｎａ）基金项目：国家重点基础研究发展计划项目（９７３计划）（２００９ＣＢ　２１９７０６）摘　要：微电网技术具有许多优点，然而微电网中的分布式电源自身的不稳定性将导致微电网的运行控制困难。

针对此问题，提出了分层控制方法。

这种控制方法将分层控制分为三层，每一层独立完成自身的控制任务，通过通信通道向下层传达命令，且传达命令过程中不会影响系统的稳定性。

基于下垂控制方法，微电网分层控制的第一层为分布式电源和负荷控制，第二层为在第一层控制信号基础上的频率和电压幅值控制，第三层为微电网功率和主网功率控制。

利用Ｍａｔｌａｂ／ｓｉｍｕｌｉｎｋ对微电网接入主电网进行建模仿真，结果表明分层控制方法能够较好地实现对微电网的控制。

关键词：分布式电源；微电网；并网运行；下垂控制；分层控制Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｏｕｇｈ　ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｈａｓ　ｍａｎｙ　ａｄｖａｎｔａ－ｇｅｓ，ｔｈｅ　ｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｍｉｃｒｏｇｒｉｄｗｉｌｌ　ｍａｋｅ　ｉｔ　ｈａｒｄ　ｔｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｓｏ　ａ　ｈｉｅｒａｒ－ｃｈｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｉｎ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｉｓ　ｄｉｖｉｄｅｄ　ｉｎｔｏ　ｔｈｒｅｅ　ｌｅｖｅｌｓ．Ｅａｃｈ　ｌｅｖｅｌ　ａｃｃｏｍｐｌｉｓｈｅｓ　ｉｔｓ　ｏｗｎ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｔａｓｋｓ，ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌｃｏｍｍａｎｄ　ｉｓ　ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｌｏｗｅｒ　ｌｅｖｅｌ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｃｏｍｍｕｎｉ－ｃａｔｉｏｎ　ｃｈａｎｎｅｌ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈｅ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｃｏｍｍａｎｄ　ｓｈｏｕｌｄ　ｎｏｔ　ａｆｆｅｃｔ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｒｏｏｐ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｌｅｖｅｌｏｆ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ　ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｓ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　ｌｏａｄｓ，ａｎｄ　ｇｉｖｅｓ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｉｇｎａｌｓ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｅｃ－ｏｎｄ　ｌｅｖｅｌ　ｔｏ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｍａｇｎｉｔｕｄｅ．Ｉｎ　ｔｈｅｔｈｉｒｄ　ｌｅｖｅｌ，ｐｏｗｅｒ　ｅｘｃｈａｎｇｅｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ　ａｎｄ　ｔｈｅｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ　ｃａｎ　ｂｅ　ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕ－ｌｉｎｋ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｂｕｉｌｄ　ａ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ　ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｏ　ｐｏｗｅｒ　ｇｒｉｄ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌ　ｈａｓ　ｇｏｏｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｆｏｒ　ｍｉｒｃｒｏｇｒｉｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｍｉｃｒｏｇｉｒｄ；ｇｒｉｄ－ｃｏｎｎｅｃｔ－ｅｄ；ｄｒｏｏｐ　ｍｅｔｈｏｄ；ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ　ｃｏｎｔｒｏｌ０　引　言微电网是包括分布式电源（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｇｅｎｅｒａ－ｔｉｏｎ，ＤＧ）、储能装置、能量变换装置、负荷、保护装置集中而成的小型系统［１］。

多端柔性直流配电网的分层控制策略设计

多端柔性直流配电网的分层控制策略设计随着电动汽车、储能及可再生能源的不断发展，多端柔性直流配电网（MFCD）成为提高电网的容量和效率的有效手段。

多端柔性直流配电网最大的特点在于它允许分层控制策略的使用，这是一种分布式的控制策略，可以降低中央控制的复杂度、提高系统的可靠性和鲁棒性。

分层控制策略是基于分布式控制的策略，它将系统分为两个或更多的层次，每一层都有不同的控制策略。

每一层都有自己的属性特征和控制需求，可以基于这些特性来设计出最优的控制策略，以满足系统对容量和效率的要求。

在多端柔性直流配电网中，分层控制策略可以分为三个层次：控制层，用来控制电力和能源的流动；调度层，用来调度电力和能源的流动；调节层，用来调节多端柔性直流配电网的功率。

控制层的任务是向下层传递控制信号，以实现对系统电力和能源资源的有效利用；调度层的主要任务是根据上层控制策略，实现多端柔性直流配电网各节点的有序调度；调节层的主要任务是根据上层控制策略，实现多端柔性直流配电网的功率控制。

为了让多端柔性直流配电网的分层控制策略更加有效，控制层应充分考虑传统的控制策略，比如电压控制、功率控制和能源分配等；调度层应考虑多变的负荷调整原则，比如负荷调整、双向负荷调整和电流调整；调节层应考虑多变的电压调整原则，比如载波调制、相位调节和电压调节等。

最后，分层控制策略应当考虑层间的协调，即各层之间要有良好的沟通合作。

不同层级之间要建立对应关系，通过层间沟通及时调整控制策略，实现一个完整的多端柔性直流配电网系统。

综上所述，实现多端柔性直流配电网的容量和效率的提高，分层控制策略是一种有效的方法。

各层间要建立对应关系，考虑不同层级的特征特性，设计更加有效的控制策略，实现多端柔性直流配电网的稳定运行。

《直流微电网协调控制策略研究》范文

《直流微电网协调控制策略研究》篇一一、引言随着可再生能源的广泛应用和微电网技术的不断发展，直流微电网作为新型的能源系统架构，逐渐受到人们的广泛关注。

它不仅可以实现能源的高效利用和降低损耗，而且具有较好的灵活性和扩展性。

然而，如何对直流微电网中的各个电源和负载进行有效的协调控制，提高其供电的稳定性和可靠性，成为了亟待解决的问题。

因此，本文针对直流微电网的协调控制策略进行了深入研究。

二、直流微电网系统结构与特点直流微电网主要由分布式电源、储能装置、负载以及相关的电力电子变换器等组成。

其最大的特点在于直流电源和负载之间通过直流母线进行连接，无需进行交流/直流的转换，从而减少了能量转换过程中的损耗。

此外，直流微电网还具有较好的灵活性和扩展性，可以根据实际需求进行灵活配置。

三、协调控制策略研究针对直流微电网的协调控制策略，本文主要从以下几个方面进行了研究：1. 分布式电源的协调控制在直流微电网中，分布式电源主要包括光伏、风电、燃料电池等可再生能源。

由于这些分布式电源的输出功率受到环境、气象等因素的影响，具有较大的波动性。

因此，需要对这些分布式电源进行协调控制，实现功率的平衡和优化分配。

本文提出了一种基于优化算法的分布式电源协调控制策略，通过实时监测各分布式电源的输出功率和负载需求，进行功率的优化分配，从而提高供电的稳定性和可靠性。

2. 储能装置的协调控制储能装置在直流微电网中起着平衡功率、调节电压等重要作用。

本文提出了一种基于荷电状态和功率需求的储能装置协调控制策略。

通过实时监测储能装置的荷电状态和功率需求，进行充放电的控制，实现功率的平衡和电压的稳定。

3. 电力电子变换器的协调控制电力电子变换器是直流微电网中实现电能变换和控制的关键设备。

本文提出了一种基于电压和电流控制的电力电子变换器协调控制策略。

通过实时监测母线电压和负载电流，进行电力电子变换器的控制，实现电能的稳定输出和分配。

四、实验与结果分析为了验证所提出的协调控制策略的有效性，我们进行了实验验证。

直流微电网双向DC-DC并联运行控制策略研究

直流微电网双向DC-DC并联运行控制策略研究直流微电网双向DC/DC并联运行控制策略研究摘要：随着电力系统的快速发展和分布式能源的广泛应用，直流微电网作为一种新型的电力系统模式得到了广泛关注。

直流微电网中的能量存储装置起到了平衡供需、提高系统可靠性的关键作用。

但直流微电网中的多种能量存储装置往往存在差异性，给其运行和控制带来了一定的复杂性。

因此，本文针对直流微电网中多种能量存储装置的并联运行问题，进行了一系列的控制策略研究。

第一章引言1.1 研究背景近年来，随着分布式能源的快速发展，直流微电网逐渐成为了一个备受关注的话题。

与传统的交流电力系统相比，直流微电网具有更高的能量利用效率、更强的供电可靠性和更强的容错能力。

1.2 研究目的和意义为了充分发挥直流微电网的优势，提高系统的整体运行效率，研究直流微电网中多种能量存储装置的并联运行控制策略显得尤为重要。

第二章直流微电网概述2.1 直流微电网的基本概念直流微电网是由不同类型的分布式能源和能量存储装置组成的电力系统，其通过直流电进行能量传输和分配。

2.2 直流微电网能量存储装置的分类直流微电网中常见的能量存储装置有超级电容器、电池组、飞轮储能等。

不同的能量存储装置具有不同的特点和技术要求。

第三章直流微电网能量存储装置并联运行控制策略3.1 并联运行的优势与挑战直流微电网中的能量存储装置并联运行可以提高系统的供电可靠性和能量利用效率，但其面临着控制和管理的困难。

3.2 能量存储装置状态估计和控制算法针对直流微电网中多种能量存储装置的并联运行，需要设计有效的状态估计算法和控制策略，以实现系统的平稳运行。

3.3 功率分配策略在直流微电网中，能量存储装置的功率分配决定着系统的供电能力和供电质量。

因此，需要设计合理的功率分配策略，满足用户的需求。

第四章模拟实验与结果分析4.1 实验平台的建立为了验证直流微电网双向DC/DC并联运行控制策略的效果，本文建立了适用于模拟实验的实验平台。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略

基于功率分层的直流微电网协调控制策略随着能源需求的快速增长和可再生能源的广泛应用，微电网系统逐渐成为了解决能源问题的重要途径之一。

直流微电网作为微电网系统的一种重要形式，具有高效能量变换、可靠性强、对智能控制的需求较低等优点，因此受到了广泛关注。

由于其系统结构的特殊性，直流微电网系统中存在较大的功率波动和不稳定性，导致系统能量的平衡难以维持。

如何有效地协调控制直流微电网系统，成为了研究的热点之一。

在直流微电网系统的协调控制中，功率分层是一种重要的控制策略。

该策略通过将微电网系统中的功率设备按照功率大小划分成不同层次，并针对每一层次的设备进行分层控制，以实现系统能量的平衡和优化。

本文将详细介绍基于功率分层的直流微电网协调控制策略，并探讨其在实际应用中的优势和挑战。

一、直流微电网系统的功率分层结构直流微电网系统中的设备主要包括光伏发电、风力发电、储能装置和负载设备等。

针对这些设备的功率特性，可以将其划分为不同的功率层次，便于系统控制和操作。

基于功率分层的直流微电网系统结构大致分为三层：上层为可再生能源设备层，中层为储能设备层，下层为负载设备层。

每一层设备都具有不同的功率特性和控制需求，因此需要针对性的控制策略来实现系统的协调运行。

1. 可再生能源设备层可再生能源设备包括光伏发电和风力发电等，其功率输出受到天气和环境等因素的影响较大，具有不稳定性和波动性。

可再生能源设备层需要实时监测和控制其功率输出，以适应系统的能量需求和稳定性要求。

储能设备包括电池、超级电容等，可以对系统的能量进行调节和存储，平衡系统的功率波动和不稳定性。

储能设备层需要根据系统负载和可再生能源设备的功率波动，合理分配能量存储和释放，以实现系统的能量平衡和优化。

3. 负载设备层负载设备层包括家庭用电、工业用电等，其功率需求具有一定的周期性和波动性，需要根据系统的能量供给和需求进行调节和控制。

负载设备层的控制还需要考虑用户的用电习惯和需求，以提高系统的能源利用效率和用户的用电舒适度。

微电网电能质量分层控制

（2）比例谐振（proportional-resonant, PR）控制器
PR本质上等效于两个PI控制器并联运行在正序与负序旋转坐标系下，因此PR控制可以同时实现正/负序分量的控制。同时，在参数设计合理的前提下，PR控制器能够无静差地跟踪交流给定信号。相比较PI控制器而言，PR 控制的优点主要在于：减少了控制器的数量，因正/负序可以同时控制；实现了交流信号的直接控制，简化了单相交流变换器的控制；降低了控制系统的计算量。
类似的，这种方法也可以应用于三相电压不平衡补偿。
LVRT表示发电机在侧发生故障导致电压下降的情况下保持短时间持续联，以保证电有足够的时间做出保护动作。这一特性能够避免电多米诺效应而最终导致全失电。针对这一特性，各个国家和地区都制定了相应标准。
在光伏系统中，其LVRT主要是通过控制并逆变器的输出电流来实现的。电流的相位通过锁相环与电电压同步，电流内环跟踪外环电流给定确保精确的功率和电流控制。正常运行模式下，光伏系统工作在最大功率点跟踪（maximum powerpoint tracking, MPPT）模式；在侧出现电压下降状况时，MPPT模式应迅速切换为低电压穿越模式，否则将出现过流现象。一些既有的控制方法很好地实现了LVRT的基本功能，并同时优化了其他目标，如恒定有功输出、恒定有功电流输出等。再者，在三相系统中，考虑到低电压故障可能是非对称性短路故障，因此正序和负序电流需要同时控制，以保证此工况下的系统安全。正、负序电流的同时控制通常通过两个并行的控制回路来实现，它们分别工作在正序和负序同步旋转坐标系下；而正、负序电流参考主要根据控制目标来计算，如恒定无功支撑和电压幅值平衡等。除此以外，还有一些智能控制方法，例如基于Takagi-Sugeno-Kang型模糊神经络控制；使用人工神经络的矢量控制。因这些智能控制方法的复杂度高，故尚未得到广泛应用，而随着数字控制芯片计算能力和速度的升级，期待这些方法能够有更多的应用空间。

直流微电网运行控制策略研究

直流微电网运行控制策略研究摘要：本文分析了直流微电网的架构及运行模式，同时阐述了双向AC/AD变换器以及储能双向DC/DC变换器，分别探讨了再这两种模式下的定电压控制策略，明确直流微电网运行和控制策略的可行性，进而实现并网、离网以及并、离网切换环境下网络的稳定性和安全性。

关键词：直流微电网；运行；控制；策略一、直流微电网的架构及运行模式（一）直流微电网的架构以图1所示的直流微电网为例，直流微电网主要由光伏发电单元、风力发电模拟单元、储能单元、负荷单元以及双向AC/DC变流器等部件组成。

其中光伏发电单元和风力发电模拟单元分别采用DC/DC、AC/DC变换器接入电网，二者均工为了保证输出功率最大化，均作于最大功率点跟踪（Maximum Power Point Tracking，MPPT）方式，只有在某些特定情况下需要降功率运行。

储能单元和负荷单元都是通过DC/DC变换器接入电网的，图1中的直流微电网需要的是铅酸蓄电池进行储能，电网并网工作状态下，电池处于放电状态，一旦碰到电网故障以及孤岛运行等情况时，储能单元需要通过作用于DC/DC变换器的形式，维持直流母线电压的稳定性，最大程度保障电网的正常运行。

图1 直流微电网的构成架构（二）直流微电网的运行模式直流微电网存在并网和离网两种运行模式，其中离网运行模式又称之为孤岛运行，二者的区别在于，并网运行模式下，直流微电网可以通过AC/DC变流器并入主电网，进而实现与主网的能量交换，能够保证微电网的母线电压呈恒定状态，是的直流微电网的稳定性与安全性更高。

离网运行模式下，AC/DC变流器处于待机状态，此时由DC/DC变换器储存能源维持电网母线电压。

二、双向AC/AD变换器图2是双向AC/DC变换器的拓扑结构，结合图2所示构建相应的数学模型：首先建立（a，b，c）的三相静止坐标系，设定k=a，b，c，那么相电压表示为urk。

然后根据基尔霍夫电压、电流定律，构建双向AC/DC变换器的数学模型为：然后根据PARK变换矩阵，将式（1）转化为两相旋转坐标系d-q下的数学模型：再根据前馈解耦控制解决，引入d、q轴控制方程：其中，u、e、K以及i分别指代变流器三相桥臂电压矢量、电网电动势、电流环的比例和积分系数以及线电流矢量等内容。

直流微电网群分层控制策略

直流微电网群分层控制策略米阳;吴彦伟;符杨;王成山;POH Chiang Loh【摘要】A hierarchical control strategy is proposed in this paper for the stable operation of DC microgrid clusters.Un-der the primary control,all the sub-microgrids operate independently and stably,the distributed generations(DGs)are under the maximum power pointtracking(MPPT)control,and the allocation of load power is dynamically adjusted by the storage system to realize a state-of-charge(SOC)balance among storage units.Under the secondary control,seam-less switches among different operation modes of microgrid clusters are controlled according to the bus voltage in each sub-microgrid,and the bus voltage quality is improved through managing the power flow among sub-microgrids.Final-ly,a microgrid clusters simulation model is built in Matlab/Simulink,and simulation results indicate that the proposed control strategy can improve the stability of microgrid clusters and the voltage quality of power supply.%为了确保直流微电网群可靠运行,提出一种分层控制策略.在第1层控制下,各子微网独立稳定运行,分布式电源均采用最大功率跟踪控制,储能系统通过动态调整负荷功率的分配来均衡储能单元的荷电状态.第2层控制根据各子微网的母线电压控制微电网群在不同运行状态之间无缝平滑切换,并通过管理不同子微网之间的功率流动来改善母线电压质量.最后利用Matlab/Simulink搭建微电网群仿真模型,仿真结果表明该控制策略可以提高微电网群的稳定性并可改善供电电压质量.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2017(029)012【总页数】7页(P14-20)【关键词】直流微电网群;子微网;分层控制;负荷功率分配;电压质量【作者】米阳;吴彦伟;符杨;王成山;POH Chiang Loh【作者单位】上海电力学院电气工程学院,上海 200090;天津大学电气自动化与信息工程学院,天津 300072;上海电力学院电气工程学院,上海 200090;上海电力学院电气工程学院,上海 200090;天津大学电气自动化与信息工程学院,天津 300072;奥尔堡大学能源技术系,奥尔堡 9220【正文语种】中文【中图分类】TM721微电网可工作在并网、离网两种运行模式[1]。

直流微电网母线电压波动分层控制策略

直流微电网母线电压波动分层控制策略作者：邓番一郭英军徐佳乐孙鹤旭来源：《河北工业科技》2019年第06期摘要：为解决直流微电网母线电压波动问题，在考虑蓄电池荷电状态的基础上，依据直流母线电压波动幅值进行抑制，提出一种含制氢负载和燃料电池的直流微电网母线电压分层控制策略。

建立了光伏电池、蓄电池以及燃料电池的控制模型，给出了直流微电网的运行模式以及各运行模式下的控制策略。

主要利用各单元间的配合，将系统运行分为7个层区，每个层区采取不同的控制策略来平抑直流母线电压波动。

最后在PSCAD/EMTDC仿真软件与新能源发电实验平台上搭建模型。

仿真和实验结果表明：所提控制策略合理可行，达到了抑制母线电压波动的目的，提高了直流微电网运行的稳定性，对深入研究直流微电网控制策略具有一定的参考价值。

关键词：电池;直流微电网;电压波动;分层控制;控制策略中图分类号：TM615;文献标志码：Adoi： 10.7535/hbgykj.2019yx06006文章编号：1008-1534（2019）06-0403-07Abstract：;In order to solve the problem of DC voltage fluctuation， on the basis of taking the state of charge of the battery into consideration， the DC bus voltage is suppressed according to the voltage fluctuation amplitude， and a hierarchical control strategy is put forward for the bus voltage in DC microgrid consisting of hydrogen production load and fuel cell. The control model for photovoltaic cells， batteries and fuel cells is constructed， and the operation mode of DC microgrid and the control strategy under each operation mode are given. The operation of the system is divided into seven layers based on the coordination of the units， and the layers adopt different control strategies to accurately suppress voltage fluctuations. A model is built on the PSCAD/EMTDC simulation software and the experimental platform of new energy generation. The simulation and experimental results show that the proposed control strategy is reasonable and feasible， and the purpose of suppressing bus voltage fluctuation is achieved. The proposed method improves the stability of DC microgrid operation， and provides some reference value for better research of DC microgrid control strategy.Keywords：battery; DC microgrid; voltage fluctuation; hierarchical control; control strategy微电网是一种能够自我控制和管理的小型供配电系统，相比于交流微电网，直流微电网具有控制简单、运行成本低和效率高等显著特点，是近年来的研究热点[1-2]。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略

基于功率分层的直流微电网协调控制策略随着市场需求的增加和环境保护意识的提高，微电网逐渐成为能源系统中最受关注和研究的一部分。

直流微电网是其中最具有潜力的分布式电源系统之一，具有较低的能源损耗和更高的经济效益。

然而，直流微电网中存在着多种电源，并且电源的功率变化会直接影响微电网的稳定性和性能。

因此，协调控制策略是确保直流微电网稳定的关键。

本文提出了一种基于功率分层的直流微电网协调控制策略，主要用于提高微电网的稳定性和控制质量。

该控制策略主要分为两层。

在第一层中，通过电源控制器来控制各种电源的输出功率。

在第二层中，通过微电网控制器来控制微电网内部各个负载之间的电力平衡。

在第一层中，电源控制器根据微电网的功率需求和电源类型，对各种电源进行调节。

其中，太阳能发电机和风力涡轮机一般用MPPT控制器进行跟踪，燃料电池采用卡尔曼过程控制算法进行控制，储能装置则采用逆变器进行控制。

在第二层中，微电网控制器通过分配功率来控制微电网内部各种负载之间的电力平衡。

特别地，当微电网的负载不平衡时，控制器将根据电源控制器中的电源信息和微电网内部的负荷信息来调节负载之间的功率分配，以达到更好的平衡。

该控制策略具有一定的优势。

首先，在电源控制器和微电网控制器之间的分层结构中，不同的电源能够被优化控制并且实现功率平衡。

其次，该策略能够提高微电网的稳定性和控制质量，因为它能够快速响应变化的负载需求和电源变化。

最后，该策略能够提高微电网的经济效益，因为它能够更好地协调微电网内部的负载和能源。

总之，本文提出的基于功率分层的直流微电网协调控制策略可以有效地提高微电网的稳定性和控制质量，同时也可以提高微电网的经济效益。

该策略的实现需要进一步的研究和测试。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略

基于功率分层的直流微电网协调控制策略我们需要了解直流微电网系统中的功率分层问题。

在直流微电网系统中，不同的设备具有不同的功率级别，例如光伏发电系统、风力发电系统、储能系统等。

这些设备产生的功率水平不同，导致系统中存在功率分层现象。

功率分层会影响系统的稳定性和运行效率，因此需要一种有效的协调控制策略来解决这一问题。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略的核心思想是通过控制各个设备的功率输出，使得系统中的功率分布达到均衡。

具体来说，可以采用以下几种方法来实现协调控制：1. 功率预测与调度：通过对系统中各个设备的功率进行预测，并制定合理的功率调度方案，以实现系统中的功率均衡。

可以通过对光伏发电系统和风力发电系统的天气情况进行预测，制定合理的功率调度方案，使得系统中的功率分布更加均衡。

2. 储能系统的优化控制：储能系统在直流微电网系统中扮演着重要的角色，可以通过储能系统的优化控制，如充放电控制、储能容量调节等手段，实现系统中的功率均衡。

通过对储能系统的优化控制，可以使得系统中的功率分布更加均衡，提高系统的运行效率。

3. 多智能体系统协调控制：直流微电网系统中包含多个智能体，可以通过智能体之间的协调控制，如通信协议、数据共享等方式，实现系统中的功率均衡。

通过引入多智能体系统协调控制技术，可以实现系统中的功率分层问题的解决。

通过上述协调控制策略的实施，可以有效解决直流微电网系统中的功率分层问题，提高系统的稳定性和运行效率。

针对不同的直流微电网系统，可以根据实际情况选择合适的协调控制策略，从而更好地解决功率分层问题。

在实际应用中，基于功率分层的直流微电网协调控制策略还需要考虑多种因素，如系统安全稳定性、经济性、可靠性等。

在进行协调控制策略的设计和实施时，需要综合考虑多方面的因素，以实现系统的优化运行。

基于功率分层的直流微电网协调控制策略是解决直流微电网系统中功率分层问题的重要手段。

通过合理的控制策略，可以实现系统中功率的均衡分布，提高系统的稳定性和运行效率。

两层控制策略在微电网中的运用

两层控制策略在微电网中的运用姚靖;刘斌;吴文;韩贝贝【摘要】To enhance the stability of the micro-grid when switching to an island state, a two-layer control strategy is studied. The first layer consisting of continuous local controllers controls each distributed power unit, which is designed by means of the linear matrix equation technique based on Lyapunov theory, and through adjusting the set point of distributed power subsystem, achieves the best performance and suitable running index. The second layer is coordinated through decentralized supervisory control, the decentralized supervisory control is built on the basis of information fusion, which used wide area measurement system, and in the case of large distribution, the subsystem is converted into a proper operating state. Simulation results show that the transient stability of microgrid in the pre-planned or accidental cases are greatly improved.%为了提升微电网切换到孤岛状态时的稳定性，提出了一个两层的混合控制策略。

基于DBS技术的直流微电网分层协调控制策略

基于DBS技术的直流微电网分层协调控制策略赵中田;薛浩晨;邵选英;胡健;李海涛【摘要】新能源和新负荷在现代电力系统中的渗透率日益提高,直流微电网在整合新能源和新负荷方面具有诸多优势,是未来智能配用电系统的重要组成部分.直流微电网系统内不存在无功控制与频率稳定等问题,母线电压是衡量系统供需功率是否平衡的首要指标.依据母线电压信号将系统运行划分为四个层级,在不同层级下母线电压由不同的电源维持稳定.母线电压在第一层至第三层时,电压波动范围较小由分布式电源维持母线电压稳定;电压在第四层级时,系统供需功率严重不平衡由交流电网维持母线电压稳定.依据各个分布式电源的发电特性,采用不同的控制技术实现分布式电源的合理出力.最后,建立直流微电网的MATLAB/Simulink仿真模型,仿真结果表明所提出的策略具有有效性和可行性.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2017(044)009【总页数】6页(P1-5,13)【关键词】直流微电网;功率平衡;电压分层;协调控制;下垂控制【作者】赵中田;薛浩晨;邵选英;胡健;李海涛【作者单位】山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;北京东方华智石油工程有限公司,北京 100101;山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049;山东理工大学电气与电子工程学院,山东淄博255049【正文语种】中文【中图分类】TM721Abstract:In recent years，the penetration of new energy and new loads in modern power system is increasing.DC microgrid has many advantages in the integration of new energy and new loads and is an important component of the future intelligent power distribution system.There is no issue such as reactive power control or frequency stability in the DC microgrid system.The bus voltage is the principal criterion to estimate whether the active power of the system is balanced.According to the bus voltage signal，the operation of the system is divided into four layers and at different level，the bus voltage is maintained by different power supplies.The bus voltage is regulated by the distributed power supply in the case that the bus voltage is in the first layer to the third layer and with small voltage fluctuations.The adjustment of the DC bus voltage provided by the AC power grid is put into effect in the case that the bus voltage is in the fourth layer which means the DC bus voltage seriously deviates from the nominal value and the power supply and demand are serious imbalance.According to the characteristics of the distributed generation，different control technologies are adopted to realize reasonable output of the distributed power supply.Finally，the MATLAB／Simulink simulation model of the DC microgrid is established，and the simulation results verify that the proposed strategy is effective and feasible.Key words:DC microgrid；power balance；voltage hierarchy；coordinationcontrol；droop control近年来，新能源发电在电力系统中所占的比例日益提高，微电网在整合新能源发电和配电网方面有着诸多优势，因此受到国内外的广泛关注［1-3］。