作者：刘雅芳1, 谷志锋1, 李琳2, 张凯2, 刘靖波1, 李梦佳1
作者单位：1. 石家庄铁道大学电气与电子工程学院，河北 石家庄 050043;
2. 中国人民解放军第三三零二工厂，河北 石家庄 050035
关键词：光储微网;下垂控制;光伏输出功率;母线电压;Super-Twisting L2增益自适应下垂控制
摘要：
为降低随机功率波动及模型参数不确定性对光储一体发电系统稳定性影响，基于传统下垂控制与变系数下垂控制方法，提出一种基于Super-Twisting L2增益自适应的下垂控制方法。为验证所提方法的控制性能，与传统下垂控制以及基于电压变化率的下垂控制相比较，在两种不同光储发电模式下，开展仿真实验与对比分析。仿真结果证明：在光照强度的变化以及负载扰动的条件下，所提出的Super-Twisting L2增益自适应下垂控制的电压波动幅度均比传统下垂控制与变系数下垂控制分别减少6.04%和1.14%，同时在保持光伏输出功率最大输出、下垂系数的快速反应动作等方面都要比传统下垂控制与基于电压变化率的控制性能更加优越。
Super-Twisting L2 gain adaptive droop control for optical storage system
LIU Yafang1, GU Zhifeng1, LI Lin2, ZHANG Kai2, LIU Jingbo1, LI Mengjia1
1. School of Electrical and Electrics Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China;
2. The 3302 Factory of PLA, Shijiazhuang 050035, China
Abstract: In order to reduce the influence of random power fluctuation and model parameter uncertainty on the stability of optical storage integrated power generation system, a new method based on Super-Twisting L2 gain adaptive droop control is proposed based on the traditional droop control and variable coefficient droop control. In order to verify the control performance of the proposed method, compared with traditional droop control and droop control based on voltage change rate, simulation experiments and comparative analysis are carried out under two different light storage power generation modes. The simulation results show that under the conditions of light intensity change and load disturbance, the voltage fluctuation amplitude of the proposed Super-Twisting L2 gain adaptive droop control is 6.04% and 1.14% lower than that of the traditional droop control and variable coefficient droop control respectively. At the same time, it is superior to the traditional droop control and the control based on voltage change rate in maintaining the maximum output of photovoltaic output power and the fast response action of droop coefficient.
Keywords: optical storage micro network;droop control;photovoltaic output power;bus voltage;Super-Twisting L2 gain adaptive droop control
2022, 48(5):102-107,115 收稿日期: 2021-07-07;收到修改稿日期: 2021-09-04
基金项目: 国家自然基金项目(51407196，51677180)；河北省自然基金项目(E2017506007)；石家庄市军民融合项目(201060104A)；河北省重点研发计划项目(20354501D)；全国大学生创新创业计划项目(S202010107044)；2020石家庄铁道大学校级研究生创新资助项目(YC2020065)
作者简介: 刘雅芳（1995-），女，河北张家口市人，硕士研究生，专业方向为独立式直流微电网稳定控制
参考文献
[1] 米阳, 纪宏澎, 何星瑭, 等. 多储能独立直流微电网自适应分级协调控制[J]. 中国电机工程学报, 2018, 38(7): 1980-1989,2213
[2] 米阳, 李战强, 刘红业, 等. 考虑通信故障的直流微电网多储能荷电状态动态均衡策略[J]. 电网技术, 2018, 42(10): 3282-3290
[3] 蒋智化, 刘连光, 刘自发, 等. 直流配电网功率控制策略与电压波动研究[J]. 中国电机工程学报, 2016, 36(4): 919-926
[4] 谢文强, 韩民晓, 严稳利, 等. 考虑恒功率负荷特性的直流微电网分级稳定控制策略[J]. 电工技术学报, 2019, 34(16): 3430-3443
[5] WANG P, JIN C, ZHU D, et al. Distributed controL for autonomous operation of a three-port AC/DC/DS hybrid microgrid[J]. IEEE Transactions on IndustriaL ELectronics, 2015, 62(2): 1279-1290
[6] NASIRIAN V, DAVOUDI A, LEWIS F L, et al. Distributed adaptive droop controL for DC distribution systems[J]. IEEE Transactions on Energy Conversion, 2014, 29(4): 944-956
[7] 李雯雯, 童晓阳. 基于功率波动和储能可用电量的直流微网改进动态下垂控制算法[J]. 电工技术, 2021(10): 69-73
[8] 潘斌, 彭嵩, 余俊杰, 等. 考虑动态响应的虚拟发电厂频率-功率改进自适应下垂控制策略[J/OL]. 电测与仪表: 1-8[2021-07-06].http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1202. TH.20210521.1314.004.html.
[9] 王同森, 程雪坤. 计及转速限值的双馈风机变下垂系数控制策略[J]. 电力系统保护与控制, 2021, 49(9): 29-36
[10] 张宇鑫, 赵兴勇, 郭垚. 直流配网中飞轮储能的虚拟惯性控制策略[J]. 电气传动, 2021, 51(8): 47-53
[11] 邢小文, 张辉, 支娜, 等. 基于 DBS 的直流微电网控制策略仿真[J]. 电力系统及其自动化学报, 2014, 26(11): 23-27
[12] 袁方方, 赵江信, 郭宝甫, 等. 分布式光伏电源与配电网协调控制策略研究[J]. 电测与仪表, 2020, 57(24): 116-124
[13] 谷志锋, 孙晓云, 葛孟超, 等. 直接转矩Super-Twisting滑模异步发电控制[J]. 高电压技术, 2020, 46(8): 2760-2768
