【《分布式储能装置的实时功率控制研究》7000字（论文）】

分布式储能装置的实时功率控制研究目录TOC\o"1-3"\h\u2731分布式储能装置的实时功率控制研究 )式中：、分别为电流内环输入轴控制电流参考值；、为储能装置和电网拟交换的有功和无功功率；分别为电网电压轴分量。由式（3-41）可知，若电网电压不变，则通过控制就可以控制储能装置与电网交换的有功和无功功率。因此本文对VSC采用功率-电流双闭环控制策略，其控制系统框图如图3-14所示。该策略功率外环根据有功、无功功率的指令值与实际测量值的误差，经PI调节产生精确功率指令值，再根据式（3-41）计算出轴控制电流参考值；电流内环则根据外环产生的轴控制电流参考值和前馈解耦控制原理，产生用于进行SPWM调制的调制电压轴分量。综合可知，这种控制策略具有动态响应快、稳态性能好等优点，能够快速跟踪有功和无功功率指令。图3-13VSC功率解耦控制系统框图Figure3-13BlockdiagramofVSCpowerdecouplingcontrolsystem1.4仿真与分析（Simulationandanalysis）1.4.1VSC平均值模型仿真为验证所建立的VSC平均值模型的有效性，现在Matlab/Simulink搭建如图3-14所示的VSC详细模型和VSC平均值模型对比仿真。图中设置直流电源电压，进线电抗器等效电阻，电感,三相交流负载容量为500kW，SPWM调制度。图3-14VSC详细模型与平均值模型对比仿真Figure3-14ComparisonandsimulationofVSCdetailedmodelandaveragevaluemodel图3-15VSC平均值模型模块Figure3-15VSCaveragevaluemodelmodule根据图3-14所知，其直流电源经VSC逆变为交流电源，再接三相交流负载。现仿真结果如下。图3-16所示为仿真结果，其中红线代表详细模型仿真结果，蓝线代表平均值模型仿真结果。仿真结果表明，在一定误差范围内，VSC平均值模型输出波形与详细模型基本一致，且平均值模型输出波形更为理想，由此验证了所建立的VSC平均值模型的有效性。（a）VSC交流侧相电流(b)VSC交流侧线电流(c)负载线电流图3-16VSC平均值模型仿真结果Figure3-16SimulationresultsoftheVSCaveragevaluemodel1.4.2储能装置的实时功率控制仿真利用Matlab/Simulink搭建图3-17所示的电池储能功率控制系统模型。其模型采用电池储能模块，经双向DC/DC变换器中间连接，再经VSC实现并网，完成功率交换。其中DC/DC控制器利用电压电流双闭环控制，同时根据功率流向完成输出脉冲的切换，实现双向DC/DC变换器的直流母线电压稳定控制和能量的双向流动；测量模块是测量电网电压、电流分量和VSC并网有功、无功功率，用于VSC的功率解耦控制；VCS控制器完成对VSC的功率电流双闭环控制，实现快速四象限功率解耦跟踪控制。图3-17主要仿真参数为：电池初始SOC为100%，额定电压为300V，VSC直流侧电容为1000uF，直流母线电压参考值，VSC网侧线电压有效值380V，频率50Hz，电网侧滤波电抗器电感H，电阻。图3-17电池储能实时功率控制仿真模型Figure3-17Real-timepowercontrolsimulationmodelofbatteryenergystorage图3-18DC/DC控制器模块Figure3-18DC/DCcontrollermodule图3-19 测量模块Figure3-19Measurementmodule图3-20VSC控制器Figure3-20VSCcontroller现设置仿真时长为5s，功率指令值如图3-22(a)(b)所示，仿真结果如下。（a）有功功率跟踪响应 （b）无功功率跟踪响应（c）VSC直流侧电压响应 （d）电池充放电电流响应（e）VSC网侧电流响应 （f）VSC网侧轴电流分量响应图3-21 电池储能实时功率控制仿真结果Figure3-21Simulationresultsofreal-timepowercontrolofbatteryenergystorage由图3-21（a）、（b）仿真结果可知，电池储能在所设计的功率控制策略运行下，能够在四象限快速准确跟踪有功、无功功率参考指令。由图3-21（c）可知所设计的双向DC/DC控制策略能够保持直流母线电压的稳定，使VSC能够准确跟踪功率给定。由图3-21（f）可知VSC有功功率与网侧电流轴分量有关，VSC无功功率与网侧电流轴分量有关，表明了所设计的VSC控制策略具有良好的功率解