← 返回
储能系统技术 储能系统 ★ 5.0

一种用于储能系统并联运行全模式平滑操作的智能协调控制方案

An Intelligent Coordinated Control Scheme for Full-Mode Smooth Operation of Parallel Energy Storage System

作者 Hongyang Qing · Chunjiang Zhang · Jingyuan Xu · Hao He · Xiaoqiang Guo
期刊 IEEE Transactions on Energy Conversion
出版日期 2025年2月
技术分类 储能系统技术
技术标签 储能系统
相关度评分 ★★★★★ 5.0 / 5.0
关键词 并联储能系统 智能协调控制方案 全模式平滑运行 孤岛模式 电压功率冲击
语言:

中文摘要

本文针对并联储能系统(ESS)的全模式平滑运行提出了一种智能协调控制方案。该方案包括功率智能控制回路和电压电流协调控制回路。智能功率控制回路可根据并网或孤岛模式自动将储能系统调整为跟网控制或构网控制,以实现最优运行。电压电流协调控制回路可在并网与孤岛模式转换期间自动协调控制器的增益,从而实现模式的平滑转换。特别是针对非计划孤岛情况,所提出的智能限幅器可自适应调整限幅值以获得最优电压参考值,使储能系统能够快速响应最优电压控制。该方案可显著降低传统非计划孤岛造成的电压和功率冲击,从而确保系统平滑离网。对所提出的方案进行了机理分析和参数设计。最后,实验结果表明,该方案能够实现并网和孤岛及其相互转换的全模式平滑运行。

English Abstract

In this paper, an intelligent coordinated control scheme is proposed for the full-mode smooth operation of the parallel energy storage system (ESS). The proposed scheme includes a power intelligent control loop and a voltage and current coordinated control loop. The intelligent power control loop can automatically adjust the ESS to grid-following control or grid-forming control to obtain optimal operation according to the grid-connected or islanded mode. The voltage and current coordinated control loop can automatically coordinate the gain of the controller during the mode transition between grid-connected and islanded modes, so as to achieve smooth mode transition. Especially for the unintentional islanding, the proposed intelligent limiter can adaptively adjust the limiting value to obtain the optimal voltage reference, so that ESS can quickly respond to the optimal voltage control. The proposed scheme can significantly reduce the voltage and power impact caused by conventional unintentional islanding, thus ensuring the smooth off-grid of the system. The mechanism analysis and parameter design of the proposed scheme are carried out. Finally, the experimental results show that the proposed scheme can achieve the full-mode smooth operation of grid-connection and islanding and their mutual transition.
S

SunView 深度解读

从阳光电源储能系统业务视角来看,该论文提出的并联储能系统全模式平滑运行智能协调控制方案具有重要的工程应用价值。该方案通过功率智能控制环和电压电流协调控制环的双环架构,实现了储能系统在并网模式与离网模式间的自适应切换,这与阳光电源PowerTitan系列储能产品在微电网应用场景中的控制需求高度契合。

技术核心价值体现在三个层面:首先,跟网控制与构网控制的智能切换机制能够显著提升储能系统在弱电网环境下的适应性,这对阳光电源拓展海外分布式能源市场具有战略意义;其次,针对非计划性孤岛的智能限幅器设计可有效抑制电压和功率冲击,这直接关系到储能系统的并网安全性和设备寿命,能够降低阳光电源产品的运维成本和故障率;第三,协调控制环在模式切换时的增益自适应调节,为实现无缝切换提供了理论支撑,可提升用户侧供电连续性体验。

从技术成熟度评估,该方案已完成实验验证,但工程化应用仍需考虑多机并联时的协调策略、不同电池类型的参数适配以及极端工况下的鲁棒性。对阳光电源而言,该技术可直接应用于新一代储能变流器PCS的控制算法优化,尤其在工商业储能和微电网项目中具有显著的差异化竞争优势。建议重点关注智能限幅器算法的专利布局,并结合阳光电源既有的iSolarCloud云平台,实现控制策略的远程优化和故障预警,形成软硬件一体化的解决方案。