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光储一体化系统相较于光储独立式系统具有更好的体积成本优势和分布式发电消纳能力 ， 但现有一体化系统往往存在电能利用不充分的问题 。 为研究高功率密度、高光伏出力利用率的光储一体化设备 ， 探究光储一体化系统稳定、可靠、高利用率的并网控制方法 ， 浙江大有实业有限公司临平分公司等单位的陶霞、方东平、汪莹洁等研究者 ， 对光储一体化系统内部重要元器件进行物理建模 ， 分析光储一体化系统有功出力特性 ， 提出一种基于最大功率点跟踪（MPPT）下垂控制的光储一体化系统控制方案 。
微电网是一种比传统电网更灵活的电网 ， 不仅能提高对可再生能源的消纳能力 ， 还能提高电力系统的稳定性 。 在国外典型的光-储直流母线系统中 ， 光伏经过Boost电路升压后直接与储能部分相连 ， 而后经DC-AC变换逆变为交流电并网 。
【浙江大有实业公司等单位研究者这提出一种光储一体化系统控制方案】该系统结构简单 ， 控制简便 ， 加入的储能单元可以提高系统出力的稳定性；但其存在的突出问题是 ， 由于光伏系统的工作状态极易受环境影响 ， 储能装置会频繁地进行充放电 ， 导致该系统对储能系统的容量要求较高 ， 且无规律的充放电甚至过充电会对蓄电池造成较大损害 ， 使储能系统寿命大幅度降低 ， 系统成本随之升高 。
为解决上述问题 ， 有学者尝试在光伏与储能蓄电池之间添加超级电容器 ， 光伏将超级电容器充电至电压饱和后 ， 能量经Boost变换器向蓄电池供电 ， 从而使系统的稳定性有所提高 ， 但是因能量经过的系统环节增加 ， 能量损耗变大 ， 导致系统能量转换效率下降 。 有学者使用定电压跟踪法来实现最大功率点跟踪（MPPT） ， 但在温度条件变化如早晚产生的温差较大时 ， 该方法无法保证始终跟随最大有功功率点 。
为保证系统稳定性 ， 实现光伏的高效利用 ， 浙江大有实业有限公司临平分公司等单位的研究者 ， 通过构建模型进行分析 ， 提出一种基于最大功率点跟踪下垂控制的光储一体化微电网运行方法 。 该方法在传统下垂控制的基础上 ， 在逆变控制环节引入光伏侧MPPT控制环节电压量 ， 使光伏侧有效参与后侧有功-频率控制 。
图1 基于MPPT的下垂控制方案系统框图
图2 光储一体化实验平台
研究者指出 ， 通过分析双向混合储能模块的光储一体化系统各模块控制原理 ， 所提出的基于MPPT下垂控制的并网控制策略 ， 具备灵活调控光储一体化设备模块间功率流向的能力 。 此外 ， 仿真验证了3种光照工况下直流母线和交流逆变侧的电压、电流、有功功率均符合稳定性要求 ， 所提系统可靠有效 。
他们表示 ， 通过实物实验对提出的光储一体化设备并网控制原理进行验证 ， 系统损耗率较低 ， 约为0.7%～1.2% ， 符合实际需求 。
本工作成果发表在2024年第4期《电气技术》 ， 论文标题为“基于最大功率点跟踪下垂控制的光储一体化系统研究” ， 作者为陶霞、方东平、汪莹洁等 。 本课题得到浙江大有集团有限公司科技项目的支持 。
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