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光伏发电技术
★ 5.0
光伏、储能、直流与灵活性系统的多端口协同控制策略及平滑运行模式切换
Multi-Port Collaborative Control Strategy With Smooth Operational Transitions for Photovoltaics, Energy Storage, Direct Current, and Flexibility System
| 作者 | Yun Zhang · Tong Li · Xiaodong Liu · Zhen Huang · Qian Li |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年4月 |
| 技术分类 | 光伏发电技术 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 光伏储能直流协同系统 双极直流母线架构 多端口协同控制策略 模式与控制环过渡 仿真与实验验证 |
语言:
中文摘要
光伏、储能、直流与柔性(PEDF)系统需要对分布式光伏单元、分布式储能单元、直流配电单元和交流电网进行协调控制,以高效地为各类负载供电。本文基于双极直流母线架构设计了一种 PEDF 协同系统,同时考虑了端口特性、电压增益和控制复杂度等因素。此外,为防止传统协同控制在模式和控制回路转换过程中可能出现的潜在振荡,本文提出了一种具有平稳运行转换功能的多端口协同控制策略。最后,仿真和实验结果通过在各种工况下实现稳定的多端口运行和平稳的运行转换,验证了所提策略的可行性和有效性。
English Abstract
The photovoltaics, energy storage, direct current, and flexibility (PEDF) system requires coordinated control of distributed PV units, distributed ES units, dc distribution units, and the ac grid to supply power to various types of loads efficiently. This article designs a PEDF collaborative system based on a bipolar dc bus architecture, considering factors, such as port characteristics, voltage gain, and control complexity. Additionally, to prevent potential oscillations that may occur during the mode and control loop transitions in traditional collaborative control, this article proposes a multiport collaborative control strategy with smooth operational transitions. Finally, simulation and experimental results demonstrate the feasibility and effectiveness of the proposed strategy through stable multiport operation and smooth operational transitions under various conditions.
S
SunView 深度解读
从阳光电源业务发展角度看,该论文提出的PEDF多端口协同控制策略与公司在光储一体化、微电网解决方案等核心业务方向高度契合。论文基于双极直流母线架构实现光伏、储能、直流配电与交流电网的协同控制,这与阳光电源正在推进的"光储充放"一体化系统具有显著的技术共性。
该技术的核心价值在于解决了传统多端口系统在模式切换和控制环路转换时的振荡问题,这对提升阳光电源储能变流器(PCS)和光储融合系统的稳定性具有直接意义。当前公司的PowerTitan、PowerStack等储能产品在复杂工况下的平滑切换能力仍有优化空间,论文提出的平滑过渡控制策略可为产品升级提供理论支撑。特别是在工商业微电网场景中,光伏发电波动、储能充放电切换、负荷突变等多因素叠加时,该技术能够显著提升系统响应速度和供电质量。
从技术成熟度评估,双极直流母线架构已在数据中心等领域有应用基础,但多端口协同控制的工程化实现仍面临挑战:一是需要验证不同容量等级下的控制参数自适应能力;二是与现有通信协议(如Modbus、CAN)的兼容性需要深度开发;三是在极端工况下的容错机制有待完善。
对阳光电源而言,该技术可作为下一代光储融合控制器的技术储备,尤其适用于高比例新能源接入的园区微网、海岛供电等场景。建议结合公司在逆变器拓扑和数字控制方面的技术积累,开展仿真验证和小规模试点,重点突破多时间尺度协调控制和即插即用功能,抢占分布式能源系统集成的技术制高点。