在过去的200多年里，建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。

近年来，世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性，更认识到传统能源利用过程中对环境和生态系统的破坏。纷纷开始根据国情，把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。

“源”-新能源

• 光伏

太阳能光伏电池由若干个PN结组成，基本结构相当于一个大面积二极管，具有与二极管相似的特性，其发电原理主要是利用半导体的光生伏特效应产生电能。

光伏电池是一个非线性直流电源，其等效电路。

光伏电池既非恒压源、也非恒流源，它是一种非线性直流电源，其输出受日照强度、电池温度和负载等因素的影响。

为了实现对光伏输出电能的控制，目前所使用的方法是在光伏电池和负载之间增加一个DC/DC 变换器，通过改变控制功率开关管的PWM波导通占空比来调节DC/DC变换电路的等效电阻。虽然光伏电池和DC/DC 变换电路都是非线性电路，但是在极短的时间内，可以认为两者都是线性的。

• 风电

风力发电机(wind turbine, WT)的电能来自对风能的利用，首先是风带动风电机组的叶系统片转动产生动能，机械驱动系统再将动能转换为机械能送给发电机，发电机最终将磁场能转化成电能，最后，功率变换器通过半导体器件的开关动作，将转换成负荷供电系统要求的高质量电能。

风力机的特性与风力机的参数有关，其中叶尖速比是重要的参数，表示不同风速条件下表征风机运行状态的参数。

• MPPT算法

于光伏和风电输出特性的非线性，通常通过变流器控制是实现其输出功率的最大功率跟踪(Maximum Power Point Tracking，MPPT)。

扰动观察法，又称爬山法，是最为传统的MPPT算法之一，也是目前MPPT算法中应用的最广泛的一种。针对光伏电池，其工作原理是每隔一定时间开始改变系统前一时间段的工作电压，然后检测输出功率，并根据功率的变化情况确定系统电压下一步的改变方向。

针对风机，就是对风力机的参考转速指令施加一定的扰动值Δw，然后观察风力机输出功率的变化。如果风力机输出功率增加，则继续对风力机施加相同的扰动，如果风力机输出功率减小，则向风力机施加相反方向的扰动。

储--储能

作为直流发电系统的重要组成部分，储能不仅可以保障直流电网的正常运行和负荷的供电质量，还可以改善光伏和风电等不可调度微电源的功率输出特性，将此类不可调度能源变为可调度能源。

• 蓄电池

蓄电池处于充电状态时，正极中的锂离子经过隔膜迁移到负极；而当蓄电池处于放电状态时，负极中的锂离子经过隔膜迁移到正极。蓄电池的通用等效电路模型是由一个简单的受控电压源与一个阻值恒定的电阻串联组成。

网--逆变并网

逆变器把直流电转换成交流电，实现直流电源到交流电网间的电能传输。

• V/f下垂控制

下垂控制通常用在孤岛系统或发电系统的主控微网中，起到维持三相交流母线电压和频率稳定的作用。

V/f下垂控制方法的原理是通过模拟传统发电机的频率和电压调节特性，整个系统实际消耗功率与系统自身输出功率做比较，计算输出电压和频率赋值的参考值，基于下垂特性不断调整电压和频率的赋值，直到整个系统的功率达到平衡，从而使系统母线上的电压和频率保持稳定。

当逆变器输出阻抗近似纯阻性时，其输出有功功率P近似与电压相角差成正比，因此可以通过控制有功达到调节频率的目的。同理，通过调节无功对逆变器的输出电压幅值进行调节。

• VOC控制

在直接电流控制的前提下，如果以电网电压矢量为定向，通过控制逆变器输出电流的幅值和相位，即可控制逆变器的有功功率和无功功率，以实现逆变器的并网控制。该控制方法称为电网电压定向的矢量控制策略VOC。

本文来源于CSDN网站《“源-网-荷-储”电能控制》，侵删！