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基于FSBB变换器的直流微电网SOC 平衡控制策略

来源：电工电气发布时间：2024-04-07 10:07 浏览次数：28

基于 FSBB 变换器的直流微电网 SOC 平衡控制策略

张晨辉，李海啸，郭强

(重庆理工大学电气与电子工程学院，重庆 300054)

摘要：针对直流微电网工作时易出现储能单元 SOC 不平衡的现象，提出一种基于四开关 Buck-Boost(FSBB) 变换器的直流微电网 SOC 平衡控制策略。使用四开关 Buck-Boost 变换器替换双向 DC/DC 变换器与蓄电池相联，既保证功率可以双向流通，又提高储能单元动态响应能力和抗干扰能力；设计了一种基于储能单元 SOC 平衡的改进下垂控制策略，将蓄电池 SOC 函数与下垂系数相结合，使各储能单元在充放电过程中按 SOC 值分配输出电流，实现储能单元 SOC 平衡和单元间电流合理分配；同时负载跳变时保持母线电压稳定，实现不同模式的平滑切换与功率分配，且无需互联通信，降低系统设计成本。在 MATLAB/Simulink 中搭建仿真模型，验证了所提控制策略的正确性和可行性。

关键词： 直流微电网；储能单元；SOC 平衡；四开关 Buck-Boost 变换器；下垂控制

中图分类号：TM46 文献标识码：A 文章编号：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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