基于V2控制方法双Boost-Buck单一逆变器的风光储分布并网/孤岛离网控制模式
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新疆大学电气工程学院、国网新疆电力公司的研究人员希望·阿不都瓦依提、晁勤、王筱，，在2016年第22期《电工技术学报》上撰文指出，目前边缘农牧区采用风光互补发电，由于通过各自逆变器运行，存在成本高、能耗高等问题。提出采用双Boost-Buck单一逆变器结构实现风光储联合发电共用直流母线方案，达到降低投资成本和运行能耗的效果。
首先设计了基于V2控制双Boost-Buck变换器风光储联合发电的拓扑结构和电路，实现了输入电压在较宽范围内波动时输出电压仍然能够恒值控制的目标，同时采用电压斜坡补偿方法抑制了Boost-Buck电路自激振荡问题。接着基于蓄电池，制定了储能平抑风光波动、九宫分区跟随负荷、模糊充放电等控制策略，达到了风光储发电与逆变器无缝对接。其次基于风光储联合发电系统，进行了减小弃风光电量效益评估。
最后基于风光储分布并网和孤岛离网控制模式，研发了软硬件装置，进行了仿真验证和试验测试。结果表明：逆变器输出电流具有良好的静、动态性能，同时实现了较好的经济性、有效性、稳定性和可靠性。
在边缘农牧区，由于没有工业用电负荷，若采用架设远距离输电线由主网供电方法，将存在投资太高却供电量很小的负效益缺陷。随着分布式电源及微网的发展，因地制宜地开发利用太阳能、风能等可再生能源发电[1-6]，配置一定量储能装置[7-9] 的分布式并网或微网孤岛运行，已成为解决间歇波动电源对电网冲击和偏远地区供电困难及能源短缺问题的重要途径。
然而供边缘地区农牧民用电需求，其经济性将是主要的因素，其中的逆变器起着关键的接口作用。现有技术中，这三种电源使用各自的逆变器拓扑结构进行并网供电或离网供荷，成本较大。再者逆变器的直流侧必须提供稳定的电压。由此文献[10]研究了几种能源互补发电并网系统中各自独立使用的逆变器直流侧采用Buck变换器稳压方法。但是由于Buck变换器只能降压，当风电或光电波动造成输出不一致时，只能选择最低电压作为控制标准，大大降低能源转化效率。
文献[11-13]研究了基于V2控制的、V2C控制的、V2-OCC控制的Buck变换器提高响应性和稳定性问题，解决了单一电压控制时滞问题，但由于未涉及风光电应用，未研究风光联合发电控制策略。文献[14,15]研究了复合型级联双Buck五电平逆变器，提高了系统的可靠性和变换效率，但控制策略变得较为复杂。
文献[16]提出采用一个Buck/Boost变换器，利用了Boost电路的升压特性和Buck电路的降压特性，实现了直流母线的恒压控制，但只适用于单一能源转换。
文献[17,18]从提高经济性、技术性的角度研究了采用多种可再生能源的互补方式或采用储能的配置方式。文献[19,20]针对风光互补发电采用分布式并网和孤岛独立就地供电或远程供电模式进行了控制和优化设计方面的研究及对比分析。
文献[21,22]提出风光储联合并网发电系统模型及控制策略，实现了风光互补既有效发电也抑制功率波动的功效。文献[23-25]提出风光储微网独立供电系统电源优化配置及控制策略，但未考虑风光电与负荷不匹配，导致弃风光电量增大问题。
因此本文提出一种降低成本、减少弃风光电量、提高效率且控制简单的风光储共用直流母线联合发电系统方案，即：充分利用Boost-Buck变换器既能降压也能升压的优势、电流和电压双环V2控制既能稳压又能提高响应速度的优势，在逆变器直流侧设计基于V2控制的双Boost-Buck变换器（DC-DC）电路，同时设计风光储联合发电共用一个逆变器（DC-AC）的拓扑结构，制定了偏差调节方案和恒压控制策略，实现降低成本、提高转换效率、适用于风光两个能源同时转换且快速控制的效果；在逆变器直流侧加装蓄电池组，制定跟踪负荷的九宫分区控制判据和充放电模糊控制策略，实现对分布式并网进行平抑波动控制、孤岛式离网进行跟随负荷控制、减小弃风光电量的目标。研发了软硬件装置，经过模拟试验和仿真验证，表明在满足经济性的同时，可以稳定、可靠地运行。
结论
本文介绍了一种风光储联合发电系统及方法。系统由强电功率流动回路、弱电采样显示控制回路、控制软件程序模块三大部分组成；运行方式由风光互补发电三种运行方式、风光储联合发电两种运行方式。
控制模式为风光储联合发电共用直流母线和逆变器，通过设计的V2控制双Boost-Buck变换器，对风光互补发电系统，采用风或光恒压控制的独立发电或风光偏差+恒压控制的互补发电三种风光互补发电控制模式；通过加装的蓄电池和双向DC-DC变换器，对风光储联合发电系统采用平抑波动+模糊控制的分布式并网供电或跟随负荷+模糊控制的孤岛式离网供荷两种风光储联合发电控制模式，实现了风光储联合发电。
仿真分析和试验结果证明：风光互补发电可以平滑单能源随机性、间歇性造成的电能波动，加之储能平抑波动的控制作用，减小了对电网的冲击，很适合分布式并网运行；设计双Boost-Buck变换电路恒压控制，得到较为理想的直流母线电压，为逆变器输出高品质的交流电提供保障；风光储联合发电仅使用一个逆变器，可简化控制策略、降低成本和运行能耗；同时基于储能跟随负荷的控制作用，也可减小弃风光电量，很适合边缘农牧区域。基于以上优势，凸显了系统具有良好的稳定性、可靠性、经济性。