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基于一致性算法的飞轮储能群组双层分布式协同控制
A Two-Layer Distributed Cooperative Control Strategy for Flywheel Energy Storage Groups Based on Consensus Algorithms
| 作者 | 李佳玉魏乐房方王冰玉李子健 |
| 期刊 | 太阳能学报 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 46 卷 第 3 期 |
| 技术分类 | 光伏发电技术 |
| 技术标签 | PWM控制 空间矢量调制SVPWM 下垂控制 微电网 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 飞轮 储能 微电网 电压控制 一致性算法 李佳玉 魏乐 房方 王冰玉 李子健 太阳能学报 Acta Energiae Solaris Sinica |
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针对直流微电网中的飞轮储能群组，提出一种基于一致性算法的双层分布式协同控制策略。一次控制层采用磁场定向控制与空间矢量脉宽调制，由电压电流下垂方程提供设定值；二次控制层通过一致性算法构建平均电压与飞轮能量状态观测器，仅依赖相邻单元通信实现对下垂控制的修正。该方法可有效恢复母线电压至额定值，按各飞轮能量状态分配功率，抑制功率环流，并避免集中式控制的单点故障与扩展性差问题。仿真验证了其有效性。
针对直流微电网中的飞轮储能群组,提出一种基于一致性算法的双层分布式协同控制策略:一次控制层基于磁场定向控制和空间矢量脉宽调制算法,由电压电流下垂方程提供设定值;在此基础上加入分布式二次控制层,通过基于一致性算法的平均电压观测器和飞轮能量状态观测器,仅依靠相邻储能单体之间的通信实现对下垂控制的修正.该策略不仅能有效调节下垂控制导致的电压偏差,还能克服传统集中式控制存在的单点故障和扩展性受限的问题.仿真结果表明:所提策略可将各母线电压平均值恢复至额定水平,还可实现各飞轮储能单体按其能量状态分配功率,避免功率环流.
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SunView 深度解读
该双层分布式协同控制技术对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。虽然研究聚焦飞轮储能，但其基于一致性算法的分布式控制架构可直接迁移至电化学储能群组管理：一次层的下垂控制与阳光现有VSG/GFM控制技术兼容，二次层的SOE一致性算法可优化多PCS并联场景下的功率分配与环流抑制。该方法避免集中式SCADA单点故障，仅需相邻通信即可实现母线电压恢复与能量均衡，显著提升大型储能电站的可靠性与扩展性，可应用于MW级集装箱储能系统的分布式能量管理策略优化，降低通信成本并增强系统鲁棒性。