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左右,仍然处于模式1工作状态。1 s时刻,负荷功率突增至8 kW,DC-AC变流器进入限幅状态,系统出现功率缺额导致直流母线电压下降至模式2-2的区间内,2个储能单元检测到直流母线电压处于模式2-2的区间后,自动进入下垂控制模式,增加出力维持直流母线电压稳定和系统功率平衡,直流母线电压稳定在368 V左右。从图8可知,由于切换前储能单元1处于充电状态,因此在直流微电网进入模式2-2后,储能单元1输出功率小于储能单元2的输出功率,在无互联通信条件下自动实现了功率合理分配。1.5 s时刻,光伏出力减少到2 kW,2个储能单元输出的功率进一步增加,直流母线电压稳定住364 V左右。
3.2 场景2(模式2-1到模式3再恢复至模式1)
工况:0.5 s之前直流微电网独立运行,双向DC-AC变流器停止运行,光伏出力3 kW,直流负荷功率为2 kW,由储能单元控制直流母线电压,储能单元1和2输出功率均为0.5 kW;t=0.5 s时刻,光伏出力增加至额定6 kW;1 s时刻,模拟储能单元1充电完成,退出运行;1.5 s时刻,直流微电网通过DC-AC并入交流系统。
图9为直流微电网在上述工况下各单元运行状
态波形。由图9可得,0.5 s之前,直流电压稳定在395 V左右,处于模式2-1(370~390 V)范围内。
0.5 s时刻,光伏出力突增至6 kW,超过负荷和储能单元所能消耗的最大功率,储能单元从下垂控制模式进入限流运行状态,此时系统中出现功率剩余,导致直流母线电压上升至模式3的电压区间,光伏单元为保证直流系统功率平衡不再采用最大功率跟踪控制,通过限功率保持系统内的功率平衡,直流微电网进入运行模式3,直流母线电压稳定在402 V左右。1 s时刻,储能单元1充电完成退出运行,光伏发电单元输出功率进一步减小,直流母线电压上升至404 V左右。1.5 s时刻,双向DC-AC变流器投入运行。从图9可以看出,DC-AC变流器向电网输出功率4 kW,直流微电网进入模式1运行状态,光伏发电单元自动退出限功率运行,以最大功率6 kW向系统输出电能,极大地提高了可再生能源发电效率。
综上所述,采用本文所提出的基于无互联通信的直流微电网功率协调控制策略,不但能够保证直流微电网在不同工况下的稳定运行和控制模式平滑切换,而且由于下垂曲线的自适应调整,还能实现不同储能单元之间功率的合理分配。
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