分布式储能系统

工商业储能是分布式储能系统在用户侧的典型应用，其特点是距离分布式光伏电源端以及负荷中心均较近可有效提升清洁能源的消纳率，减少电能的传输的损耗，适用于商业楼宇、工业园区等用电大户。工商业储能系统的主要目的是“削峰平谷”，优化电力资源配置和合理使用，并利用电网峰谷差价实现套利。

提高基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的分布式储能系统(distributed energy storage systems, DESS)的能量利用率，解决储能子模块(energy sub-module, ESM)荷电状态(state of charge, SOC)均衡问题至关重要。针对现有的SOC均衡控制策略的不足，提出内外分层的快速SOC均衡控制策略。外层针对桥臂间或相间的SOC差异，通过改进MMC模型预测控制(model predictive predictive control, MPC)，配合自适应均衡系数，快速调整功率差额。内层引入自适应虚拟电阻法，根据ESM的SOC情况确定主导ESM，自适应调节各单元的虚拟电阻，产生相应的电压梯度，结合MMC排序算法使ESM按照各自SOC进行功率分配，从而实现ESM的SOC快速均衡，提高DESS能量利用率。通过在Matlab/Simulink构建仿真模型，证明了所提控制策略的有效性和可行性。

为了增强直流微电网中分布式储能系统的惯性，并在线路阻抗不匹配的情况下实现各储能单元(energy storage unit, ESU)的荷电状态(state of charge, SOC)均衡，提出一种基于虚拟直流电机(virtual DC machine, VDCM)的分布式储能系统能量动态分配策略。首先，将VDCM技术应用到储能侧控制中，利用VDCM的输出特性增强系统的抗扰能力。然后，利用电枢回路方程输出特性，并根据储能系统能量分配需求，动态设计虚拟电枢电阻，使其可随SOC在规定界限内自适应变化，实时调整各变换器的输出功率，并引入压降调节因子动态微调各变换器输出虚拟压降至相等，从而补偿线路阻抗的不匹配度，实现各ESU的SOC均衡。此外，采用一致性算法在相邻ESU间获得所需平均值信息，增强系统的可扩展性。最后，搭建光伏多储能直流微电网系统模型，仿真和实验结果验证了所提控制策略的合理性和有效性。