新能源聯合供電系統能量管理與控制

文/袁方方 陳哲 李燕

1 主要研究內容

在研究的過程中主要從功率轉換、基本結構以及能源管理方面進行研究。

1.1 基本結構

新能源聯合供電系統進行應用的基本結構是實施的基礎，這一過程中通常采用直流母線或交流母線的分式結構，直流母線在應用過程中將每種能源形勢連接一種DC-DC變換器，從而實現電能的直流輸出，將其直接并聯在直流母線上，實現電能的輸出。

交流母線則連接DC-AC變換器，但直流母線與交流母線對其起來具備較多的優點，主要體現在以下方面：

（1）直流母線能夠直接的檢測電壓是否穩定，不需要對頻率等問題進行考慮，簡化了操作過程。

（2）直流形式傳輸電能能夠降低系統損耗，不需要考慮交流電網所造成的損耗。

（3）不會受到電壓不平衡的影響，能夠提升供電的可靠性。可見直流輸電技術的優勢更多，今后過程中可以加強對這一方法的應用。

1.2 變換器

新能源供電系統應用過程中主要對DC-DC轉換器進行應用，其主要分為發電裝置端、儲能裝置端以及負載端。新能源主要采用光伏電池進行應用，因此DC-DC電路設計過程中應該根據電路以及電流作為參數進行優化設計。傳統變換器要求輸出的電壓保持在一定范圍內，但應用新能源后就需要太陽能電池輸出最大功率，將反饋信號變化為輸入電壓。儲能端DC-DC電路將直流母線與儲能裝置進行連接，從而實現雙向流動，從而保證功率滿足需求。

1.3 能量管理策略

新能源聯合供電系統的應用過程中，可以對多種新能源進行應用，每種新能源均存在較大的差異，因此可以對不同能源進行應用，將不同新能源產生的電能進行結合，來提升穩定性，并且還能夠更好的對多種新能源進行合理的利用，降低對不可再生能源的使用。新能源應用過程中太陽能、風能受到環境的影響較大，需要最大功率的進行跟蹤以及控制，從而保證將能源最大程度進行應用，以提升其最大利用率。蓄電池這在這一過程中需要進行充電以及放電，以保證其使用時間。在應用過程中為了保證能源之間實現協調與合作，應該對合理的能量管理政策進行制定。

2 聯合供電系統能量管理與優化控制研究概況

2.1 直流母線整體能量最優利用的協調控制

單一微源的應用過程較為簡單，直流母線的應用過程中則十分復雜，福利實用最大功率的跟蹤算法會造成能量的大量損失，并且會存在使用最大功率功率算法應用偽最大功率點上，不利于母線的整體能量的協調以及控制。在應用過程中通常對以上幾種方法進行應用來對直流母線的最大功率進行跟蹤。

（1）全局掃描法，即通過掃描對直流母線的電壓值進行得出，通過數值的比較來找出最大值點，該方法準確性較高，但在檢測中會耗費大量的能量。

（2）獨立最大功率跟蹤，分布式電源根據最大功率跟蹤方法單獨在最大功率點上進行工作，利用二極管與直流母線實現連接，但這一方法若電壓偏低，能量不能滿足需求，則會造成能量難以進入到母線之中，也會產生浪費情況發生。

（3）固定直流母線電壓法。根據直流母線的固定工作環境、結合工程經驗來找出一個固定直流母線的電壓，保證系統穩定工作的情況下，在這一點能夠保證輸出的功率較大，這一過程中對參數進行跟蹤也會造成一定程度的損失。

2.2 多電源及多負載控制

聯合供電過程中需要對主從控制以及對等控制方面進行重視，需要將“即插即用”以及“突增突減”需要控制在對等的基礎上，在這一控制過程中，每一個微源所起到的作用是相同的，微源之間并不是主從關系，不需要確定的系統運行狀態對通信技術進行依賴，因此就較好的降低了對通信技術的依賴。每個電源可以結合自身的運行狀況來對母線的電壓進行調節，微源在接入到母線或從母線斷開的過程中都不需要對其他微源進行控制，以實現每個微源滿足條件以后直接對母線進行供電，若不滿足條件不進行供電也不影響其他微源供電，不會對母線產時影響，從而提升其可靠性。

當前對不同微源進行應用的過程中主要采用下垂控制方法，即應用過程中只需要測量輸出端的電壓、電流就可以參與到電壓的調節過程之中，而不需要對整個系統的通信情況進行了解，這一情況下當某個電源出現問題后，不會影響到其他電源的運行，當新的電源出現后，也不需要對原來的電源進行調整與改動，能夠較好的提升系統的可行性。

3 結語

隨著當前時代的不斷發展，人們的用電量進一步增多，為保證人們的用電需求就需要提升不可再生能源的耗費，這一做法不利于可持續發展，并且隨著當前對環境的重視程度進一步有所提升，因此我們加強對可再生能源的應用。可再生能源包括風能、潮汐能以及太陽能等，以上能源都是純天然的，不僅可再生、對環境的影響較小，并且還能夠較好的降低成本。當前全球范圍內都面臨著生態問題以及能源危機，因此開發能源是十分必要的。