直流微电网能量管理控制系统的研究

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（三峡大学新能源微电网湖北省协同创新中心，湖北宜昌４４３００２）
摘要：以、匕伏发电、储能装置、网侧变换器、直流负荷构成的小型直流微电网为研究对象，考虑孤岛
和并网运行，设计系统４种工作模式，研究该小型微电网的能量管理控制系统．提出分层的控制策略，上层控制和下层控制，上层控制主要完成４种工作模式之间的切换，下层控制为各部分具体的控制策略，其包括了ＤＣ－ＡＣ整流／逆变控制算法、光伏ＭＰＰＴ升压ＤＣ — ＤＣ控制算法、蓄电池充放电控制算法．系统以ＳＴＭ３２＋ＦＰＧＡ控制板作为控制核心，实现了单位功率因数ＰＷＭ整流、并网逆变发电、输入侧的ＭＰＰＴ最大功率跟踪、离网运行模式下的母线稳压功能以及系统数据在显示
终端上的处理和实时刷新显示等功能．通过ＰＳＩＭ仿真和实验验证了上述控制策略的正确性．
关键词：直流微电网；光伏发电；分层控制；ＳＴＭ３２＋ＦＰＧＡ中图分类号：ＴＭ７３２文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ — ９４８Ｘ（２０１５）０４－００７７ — ０５
ｅｒａｔｉｏｎ，ｆｏｕｒｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｓｆｏｒＤＣｍｉｃｒｏｇｒｉｄａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄａｎｄｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ａｎｄｔｈｅｎｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｆｏｒ
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＥｎｅｒｇｙＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｏｆＤＣＭｉｃｒｏｇｒｉｄ
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Ａｕｇ．２０１５
ＤＯＩ：１０．１３３９３／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ．１６７２ —９４８Ｘ．２０１５．０４．Ｏ１６
直流微电网能量管理控制系统的研究
王归新刘小娟杨世凯程俊翔
ＡｂｓｔｒａｃｔＴａｋｉｎｇｔｈｅＤＣｍｉｃｒｏｇｒｉｄｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ（ＰＶ）ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ，ｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｄｅｖｉｃｅｓ，ｇｒｉｄ —
ｓｕｃｈａＤＣｍｉｃｒｏｇｒｉｄｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅｕｐｐｅｒａｎｄｌｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｓ，ｔｈｅｕｐｐｅｒｃｏｎｔｒｏｌｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｌｅｔｅｓｔｈｅｓｗｉｔｃｈｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｆｏｕｒｏｐｅｒａｔｉｎｇｍｏｄｅｓ；ｗｈｉｌｅｔｈｅｌｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌｉｓｆｏｒａｌｌｐａｒｔｓｏｆｔｈｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｓｔｈｅＤＣ— ＡＣｒｅｃｔｉｆｉｅｒ／ｉｎｖｅｒｔｅｒｃｏｎ－ｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ＰＶＭＰＰＴｓｔｅｐ — ｕｐＤＣ— ＤＣｃｏｎｔｒｏｌａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｓｔｏｒａｇｅｂａｔｔｅｒｙｃｈａｒｇｉｎｇａｎｄｄｉｓｃｈａｒｇｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌ
第３７卷
第４期
三峡大学学报（自然科学版）
ＪｏｆＣｈｉｎａＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＵｎｉｖ．（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）
ＶＯＩ．３７ＮＯ．４
２０１５年８月
ｓｉｄｅｃｏｎｖｅｒｔｅｒａｎｄＤＣｌｏａｄａｓｔｈｅｏｂｊｅｃｔｏｆｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｉｓｌａｎｄｅｄｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｇｒｉｄ — ｃｏｎｎｅｃHale Waihona Puke Baiduｔｅｄｏｐ —