一种改进的船载混合储能系统分布式协同控制策略

为提高双电型船舶直流推进系统的电能质量和稳定性,设计一种改进的由超级电容和蓄电池组成的船载混合储能系统分布式协同控制策略：蓄电池和超级电容分别用比例下垂和积分下垂控制,以实现高低频功率分配;每个蓄电池配备一个本地分布式补偿器,使多个并联蓄电池之间实现自主功率分配和荷电状态(SoC)均衡;同时,利用直流母线电压二次调节,实现直流母线电压的自主恢复,并且将其与积分下垂控制结合,实现超级电容的SoC快恢复;最终,建立了船载混合储能系统的通用数学模型,并利用该模型进行了动态分析,从理论上验证了该系统的蓄电池SoC动态均衡、超级电容SoC快速恢复、自主功率分配和直流母线电压自主恢复等多个功能的有效性。硬件在环实验结果和理论分析一致,有效证明了该系统的多功能特性。     

直流微电网参数自适应虚拟直流电机控制策略

针对直流微电网中,负载功率突变会引起母线电压大幅波动,严重时导致系统失稳问题,以储能并联变换器为研究对象,提出一种基于微分补偿的虚拟直流电机参数自适应控制策略。该策略将储能变换器输出电压偏差反馈至微分补偿系数,使补偿系数跟随负载波动实时调节补偿系数大小,有效减小了功率波动对系统稳定性的影响,提高了系统动态性能,并且在并联系统中,可根据各变换器控制中电枢电阻的比值实现并联功率分配。建立了系统小信号模型,并利用伯德图和阻抗比判据分析关键控制参数对系统稳定性的影响。MATALB/Simulink仿真和StarSim HIL实验平台验证了本文虚拟直流发电机参数自适应控制策略的有效性。     

船载直流微电网储能系统自主均流策略

为实现船载直流微电网储能系统负荷电流合理分配及母线电压无差调节,提出一种基于储能荷电状态收敛的自主均流策略.该策略在传统下垂控制的基础上增设一个补偿外环,通过在环内构建荷电状态收敛函数来自适应调节负荷电流及参考电压,使负荷电流随着荷电状态的动态均衡而实现合理分配,并维持较高的母线电压水平.给出了荷电状态收敛证明,并分析了相关参数的选取规则;此外,为减轻储能系统通信压力,构筑了稀疏通信网络架构,利用动态平均一致性算法估算全局荷电状态平均值并使其稳定收敛;最后,搭建了StarSim硬件在环实验平台.结果 表明,该策略在多种复杂工况下均能实现荷电状态均衡、负荷均流及直流母线电压稳定的控制目标.