在“光-储-快充”直流微电网中,当光伏发电和快速充电桩接入直流母线时,系统将存在母线电压偏差过大,储能系统荷电状态不一致和功率分配不均等问题。针对上述问题,需要设计行之有效的变换器控制策略。自抗扰控制(Active Disturbance Rejection Control,ADRC)是一种不依赖于控制系统模型来抑制系统扰动的控制方法,相较于比例积分控制,该方法具有更优的稳态和暂态效果。本文以“光-储-快充”系统为研究目标,将ADRC的改进方案应用于直流微电网控制,具体内容如下:基于最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)控制的光伏发电系统,在环境温度和辐照度变化时,光伏发电单元输出功率具有间歇性,而传统MPPT在跟随扰动变化中展现出较差的跟踪性能。针对这一问题,将基于误差的ADRC与扰动观察法(Perturb and Observe,P&O)相结合,提出改进MPPT控制,实现了在不同条件下光伏发电单元间歇性发电时快速跟踪输出电压和减小稳态误差的效果。在MATLAB/Simulink平台中搭建光伏发电系统模型,针对温度和辐照度阶跃扰动的情况,验证改进后控制策略对系统功率和电压的无差跟踪效果,并通过与固定步长扰动观察法和变步长扰动观察法的MPPT控制进行对比,验证在跟踪最大功率点时,所提策略动态和静态响应的优越性。快速充电单元并入孤岛直流微电网时,系统会产生较大的母线电压偏差,仅依靠储能单元的一次控制调节,控制精度仍有不足。基于此,在一次下垂控制、电压调节和蓄电池组荷电状态均衡部分中引入基于线性自抗扰控制(Linear Active Disturbance Rejection Controller,LADRC)的二次控制,通过设计电压补偿器和下垂系数补偿机制,改善变换器输出电压跌落和蓄电池组荷电状态及输出功率不均衡的问题。在MATLAB/Simulink中搭建基于LADRC的“光-储-快充”孤岛直流微电网系统模型和传统控制系统模型,通过对比仿真结果,验证所提控制方法在提升微电网母线电压的稳态性能,改善混合储能系统荷电状态,功率均衡方面的有效性。
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