来源：快猛电池 发布日期：2026-06-22 15:43:56

在传统配电体系中，根据 Renewable Energy Sources (RES) 的 Distributed Generation (DG) 的日益整合，使得选用智能电网战略成为必要。这些战略高度依靠能量存储。驱动以办理RES的固有波动性并保证自主运转。本文提出了一种用于办理配电体系的分层数字操控战略，运用BESS来调理电压幅值并优化全体行为以完成高效运转。动力办理在初级操控层面，以分钟级的履行速率运转，一个积分电压调理环路决议BESS的功率注入或耗费，并经过对信号进行含糊条件处理来进一步优化，该处理考虑了每个设备的state of charge和operational modes。拉普拉斯（Laplacian）和随机切换二级一致操控战略以较慢的速率运转，保证各单元之间的和谐行动。这些战略的收敛性在抱负条件下运用Lyapunov理论得到了分析验证。为期24小时的很多动态仿真标明，所提出的战略在改善电能质量和和谐电压调理方面具有有效性，特别是在进步功率因数以及协同降低电压和功率变量随时间变化的规范差方面表现杰出。

引言

传统上，配电遵循着承继自20世纪的集中式范式，电力从大型电源呈放射状传输至多个远端负载，正如[1]、[2]等电力体系教科书中所遍及呈现的那样。这种办法依靠发电单元的鲁棒性来完成电压调理或最大功率因数等电能质量方针[3]。但是，摆脱化石燃料和核燃料的压力日益增大，这促使人们选用电力电子设备来接入Renewable Energy Sources（RES），然后提供了自动履行的可能性。在此背景下，Distribution Generation（DG）单元——即连接在配电层级的微型电源，例如房顶光伏或小型风力发电机[4]——的集成对传统的集中式范式提出了挑战，使得它们的自主才能能够被用于改善配电进程。
向智能电网的发展，例如[5]、[6]，意味着自动操控工具发挥着主导作用[7]。特别是在未来的电力体系中，如[8]、[9]所示，分布式丈量和增强的履行才能被用于防止不希望出现的扰动。在大多数城市案例中，负荷和DG受外部变量影响，并随时间表现出无规律的行为，仅能凭借日、月或年剖面进行启发式估量。为应对根据RES的DG不行预测特性的努力标明，需求分布式储能体系来补偿低需求期间的过剩动力供应[10]。例如，(绿色)氢储能已被提出用于完成整个电路共有的操控方针，如最优动力市场战略[11]或电能质量调理[12]。
在Battery Energy Storage Systems（BESS）高浸透率的场景下，文献[13]标明，必须对其运转进行和谐，以防止电压恶化和聚合负载水平下降。这种情况既适用于孤岛模式下的快速操控动态，如文献[14]、[15]中别离追求频率调理和功率同享方针，这与分层操控的微电网相似（例如文献[16]或[17]）；也适用于连接到传统配电体系的单元，如文献[18]中的辅佐优化频率操控。在长时间运转中，BESS可用于优化动力运用方针，如文献[19]所示，然后产生离线功率调度机制，以强制履行峰值注入或耗费限制，如文献[20]、[21]和[22]中所总述的办法。这一方面还与网络内储能容量的最优选址相关，如文献[23]、[24]中所阐述的内容。但是，与其选用功率调度战略，BESS局部变量反馈可以提供必要的慢速自动履行才能，以改善配电体系中的电压调理和全体电能质量。
为了完成独立连接的BESS所需的和谐，我们提出了一种针对恣意配电体系的数字操控战略。首要方针是运用储能容量来调理每个节点的电压幅值，然后改动体系的全体行为以促进高效的能量办理。所提出的战略具有相似于微网中的分层结构。在初级操控层面，其履行速率在分钟量级，选用积分电压平均调理环路来确认储能单元的功率耗费或注入。这些初级操控信号经过一种含糊滤波机制进行调理，该机制考虑了每个设备的荷电状态（SoC）及其充放电模式。在更慢的速率下，实施次级一致操控战略，以保证一切单个单元协同作业以完成和谐行为。所提操控战略的有效性得到了理论分析证明，并进行了广泛的动态仿真以验证其影响和潜在效益。
接下来的第2节经过研究有功功率与电压幅值之间的关系，给出了操控目标模型。它还提出了BESS作为分布式履行单元时应考虑的模型及实际运转束缚。在此基础上，第3节阐述了根据规则（含糊）的操控信号条件以及用于电压调理的一级操控器，然后提出了分层操控机制。该抱负化一级战略经过Lyapunov收敛性证明得到了数学上的证明。随后介绍了二级Laplacian和随机切换一致算法，并经过规范的闭环特征值分析验证了它们的有效性。第4节凭借实在配电体系的动态仿真，展现了所提战略的首要特性。最后，第5节对本文进行了总结。