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温素芳1,2(), 赵磊3(
), 刘广忱1,2, 田桂珍1,2, 张建伟1,2
收稿日期:
2025-07-22
修回日期:
2025-09-24
通讯作者:
赵磊
E-mail:wensf@imut.edu.cn;imut-zhaolei@qq.com
作者简介:
温素芳(1980—),女,博士,副教授,新能源发电及微电网控制技术,E-mail:wensf@imut.edu.cn;
基金资助:
Sufang WEN1,2(), Lei ZHAO3(
), Guangchen LIU1,2, Guizhen TIAN1,2, Jianwei ZHANG1,2
Received:
2025-07-22
Revised:
2025-09-24
Contact:
Lei ZHAO
E-mail:wensf@imut.edu.cn;imut-zhaolei@qq.com
摘要:
本文以光储氢孤岛直流微电网为研究对象,针对含电/氢混合储能系统的微电网能量流动关系复杂,安全稳定运行要求高的特点,深入分析系统工作模式的基础上,提出了考虑蓄电池荷电态(state of charge,SOC)和储氢罐荷氢态(state of hydrogen,SOH)融合的分层协调控制策略。该协调控制策略能够协调光伏发电单元工作在最大功率跟踪和负载功率跟踪双模式;电解制氢单元自动切除和投入运行,且投入运行时能够在最小功率工作点、最大效率工作点和最大功率工作点三种模式之间自适应切换;燃料电池单元自动介入运行补充微电网功率缺额;负载按照优先级自动投切;蓄电池荷电态和储氢罐荷氢态处于合理工作范围,实现了微电网优化可靠运行。不同工况下的仿真结果验证了所提协调控制策略的正确性和有效性。
中图分类号:
温素芳, 赵磊, 刘广忱, 田桂珍, 张建伟. 考虑SOC和SOH融合的光储氢孤岛直流微电网协调控制策略研究[J]. 储能科学与技术, doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0664.
Sufang WEN, Lei ZHAO, Guangchen LIU, Guizhen TIAN, Jianwei ZHANG. Research on Coordinated Control Strategy of Islanded DC Microgrids with Photovoltaic, Battery and Hydrogen Storage Considering SOC and SOH Fusion[J]. Energy Storage Science and Technology, doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0664.
表1
孤岛运行时各单元运行状态"
模式 | 系统运行情况 | 光伏 | 蓄电池 | 燃料电池 | 电解槽 | 负载 | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
SOC | SOH | Ppv | ||||||
1 | SOC≤SOCmin | SOH≤SOHmin | Ppv≥Pload | MPPT | 充电 | 不工作 | 不工作 | 分级供电 |
Ppv<Pload | MPPT | 充电 | 不工作 | 不工作 | 全部停电 | |||
2 | SOC≤SOCmin | SOH>SOHmin SOH≤SOHmin+ml | Ppv≥Pload | MPPT | 充电 | 不工作 | 不工作 | 全部供电 |
Ppv<Pload | MPPT | 不充不放 | 工作 | 不工作 | 部分供电 | |||
3 | SOC≤SOCmin | SOH>SOHmin+ml | Ppv≥Pload | MPPT | 充电 | 不工作 | 不工作 | 全部供电 |
Ppv<Pload | MPPT | 不充不放 | 工作 | 不工作 | 全部供电 | |||
4 | SOC>SOCmin SOC≤SOCmin+cx1 | —— | Ppv≥Pload | MPPT | 充电 | 不工作 | 不工作 | 全部供电 |
Ppv<Pload | MPPT | 放电 | 不工作 | 不工作 | 全部供电 | |||
5 | SOC≥SOCmin+cx1 SOC<SOCmin+cx2 | SOH≤SOHmax-mh | Ppv≥Pload+PEB | MPPT | 充电 | 不工作 | PEBmin→ŋmax | 全部供电 |
Ppv<Pload+PEB | MPPT | 放电 | 不工作 | ŋmax→PEBmin | 全部供电 | |||
6 | SOC≥SOCmin+cx2 SOC<SOCmax-cd | SOH≤SOHmax-mh | Ppv≥Pload+PEBŋmax | MPPT | 充电 | 不工作 | ŋmax | 全部供电 |
Ppv<Pload+PEBŋmax | MPPT | 放电 | 不工作 | ŋmax | 全部供电 | |||
7 | SOC≥SOCmax-cd SOC<SOCmax | SOH≤SOHmax-mh | Ppv≥Pload+PEB | MPPT | 充电 | 不工作 | ŋmax→PEBmax | 全部供电 |
Ppv<Pload+PEB | MPPT | 放电 | 不工作 | PEBmax→ŋmax | 全部供电 | |||
8 | SOC≥SOCmax | SOH≤SOHmax-mh | Ppv≥Pload+PEBmax | LPT | 不充不放 | 不工作 | PEBmax | 全部供电 |
Ppv<Pload+PEBmax | LPT | 放电 | 不工作 | PEBmax | 全部供电 |
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