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基于FSBB變換器的直流微電網SOC 平衡控制策略

來源：電工電氣發布時間：2024-04-07 10:07 瀏覽次數：681

基于 FSBB 變換器的直流微電網 SOC 平衡控制策略

張晨輝，李海嘯，郭強

(重慶理工大學電氣與電子工程學院，重慶 300054)

摘要：針對直流微電網工作時易出現儲能單元 SOC 不平衡的現象，提出一種基于四開關 Buck-Boost(FSBB) 變換器的直流微電網 SOC 平衡控制策略。使用四開關 Buck-Boost 變換器替換雙向 DC/DC 變換器與蓄電池相聯，既保證功率可以雙向流通，又提高儲能單元動態響應能力和抗干擾能力；設計了一種基于儲能單元 SOC 平衡的改進下垂控制策略，將蓄電池 SOC 函數與下垂系數相結合，使各儲能單元在充放電過程中按 SOC 值分配輸出電流，實現儲能單元 SOC 平衡和單元間電流合理分配；同時負載跳變時保持母線電壓穩定，實現不同模式的平滑切換與功率分配，且無需互聯通信，降低系統設計成本。在 MATLAB/Simulink 中搭建仿真模型，驗證了所提控制策略的正確性和可行性。

關鍵詞： 直流微電網；儲能單元；SOC 平衡；四開關 Buck-Boost 變換器；下垂控制

中圖分類號：TM46 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2024)03-0029-09

SOC Balance Control Strategy for DC Microgrid Based on FSBB Converter

ZHANG Chen-hui, LI Hai-xiao, GUO Qiang

（School of Electrical and Electronic Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 300054, China）

Abstract: To address the phenomenon that the SOC imbalance of the energy storage unit is easy to occur when the DC microgrid is working,a DC microgrid SOC balance control strategy based on a Four Switch Buck-Boost (FSBB) converter is proposed. Firstly, the four-switch Buck-Boost converter is used to replace the bidirectional DC/DC converter and connect the battery, which not only ensures the bidirectional power flow, but also improves the dynamic response and anti-interference ability of the energy storage unit. Secondly, an improved droop control strategy based on SOC balance of energy storage units is proposed, which combines the battery SOC function with the droop coefficient to distribute output current according to SOC values during the charging and discharging process of each energy storage unit, achieving SOC balance of energy storage units and reasonable distribution of current between units. At the same time, the bus voltage is kept stable during load jumping, and the smooth handover and power distribution of different modes are realized, and there is no need for interconnection communication, which reduces the system design cost. Finally, a simulation model was built in MATLAB/Simulink to verify the correctness and feasibility of the proposed control strategy.

Key words: DC microgrid; energy storage unit; SOC balance; four-switch Buck-Boost converter; droop control

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