光储微电网：功率优化与协调控制策略的深度研究

本文主要探讨了在国家“双碳”战略背景下，光储微电网的功率优化方法以及协调控制策略。随着可再生能源如光伏发电的大力发展，大规模并网的光伏系统面临随机性和间歇性的问题，这挑战了微电网的稳定运行。为了克服这些问题，研究着重于如何利用储能系统的功率互补特性来平衡光伏、储能、负荷与电网之间的功率，实现可再生能源的有效消纳和高效利用。 文章首先指出，光伏阵列的局部故障和组件老化等问题会导致整体功率输出下降，影响效率。为提升效率，文献[5]提出了优化光伏阵列组态的方法，但这可能导致额外的损耗。针对这一问题，文章提出了一种新型的光储微电网架构，引入部分功率变换器，它允许储能单元仅处理部分功率，这样可以提高运行效率并降低初期投资成本。 文中强调了文献[6]中提出的利用储能进行功率调节的方法，但该方法采用定步长扰动观测法的MPPT策略，可能因环境变化导致控制精度降低。为解决这一问题，本文构建了一种基于部分功率变换的光储微电网模型，通过光伏系统组件级功率优化器和储能部分功率变换器，实现功率优化，特别是针对光伏出力波动的处理能力得到增强。 此外，文章还关注了储能系统的荷电状态（State of Charge, SoC）管理，以及直流母线电压的控制。提出了一种全新的协调控制策略，考虑了光伏输出的动态特性、储能设备的状态以及电网的需求，旨在实现光储微电网的稳定运行和最大功率点追踪，同时兼顾了系统的效率和经济性。 通过对比传统全功率双向DC/DC变换器的局限性，部分功率变换器的优势得以体现，它能够在不牺牲系统性能的前提下，提供更高的运行效率和更紧凑的物理空间。本文的研究成果对于推动光储微电网技术的发展，提高可再生能源的利用率，以及实现绿色能源的可持续发展具有重要意义。