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直流微电网近年来发展迅速，尤其在光伏与储能结合的双模式系统中应用广泛。本文将深入解析一种典型的光储直流微电网仿真模型，重点展示其在并网与离网两种运行模式下的控制策略及动态响应特性。
整体系统结构包括光伏侧的Boost升压电路和储能端的双向Buck-Boost变换器，直流母线电压设定为700V。系统的运行模式切换是核心控制逻辑的关键所在，不同模式下采用不同的控制策略，确保系统稳定高效运行。
以典型代码逻辑为例，其实现过程如下所示：
储能系统则采用电压外环、电流内环的双闭环PI控制策略。其中，电压外环用于维持直流母线电压稳定在700V附近，而电流内环负责提升系统的动态响应能力。参数设计时需注意：电流环带宽应设置为电压环的5至10倍，若仿真过程中出现电压震荡，可优先调整该比例关系以优化系统稳定性。
此时系统失去电网支撑，依赖各分布式电源协同调节功率输出。下垂控制模拟了传统交流系统的频率-功率特性，通过电压-功率关系实现功率自动分配，类似于多支队伍共同拉绳对抗负载变化。
依据汪浩东论文中的数学模型，下垂控制的核心表达式可在Simulink中实现如下：
切换至离网模式后，负载增加时，光伏与储能装置依据预设的下垂特性同步提升出力。从功率分配曲线可以看出，若某一单元（如光伏）出力占比超过70%，则说明下垂系数不匹配，可能导致设备过载，需重新整定参数。
整体系统结构包括光伏侧的Boost升压电路和储能端的双向Buck-Boost变换器，直流母线电压设定为700V。系统的运行模式切换是核心控制逻辑的关键所在，不同模式下采用不同的控制策略，确保系统稳定高效运行。
并网模式下的控制机制
在并网状态下，光伏发电单元采用扰动观察法（P&O）实现最大功率点跟踪（MPPT），适用于额定功率20kW的光伏阵列。该方法通过周期性调节输出电压并检测功率变化趋势，逐步逼近最大功率点，虽然响应速度有限，但算法结构简单、可靠性高，在工程实践中广泛应用。
以典型代码逻辑为例，其实现过程如下所示：
if (P_current > P_previous) && (V_current > V_previous)
duty_cycle = duty_cycle + step_size;
elseif (P_current > P_previous) && (V_current < V_previous)
duty_cycle = duty_cycle - step_size;
end离网模式下的下垂控制策略
当系统进入孤岛运行状态时，光伏与储能单元均切换至下垂控制模式，参考《光储直流微电网运行控制与稳定性分析》第三章3.2节中的控制架构进行搭建。
此时系统失去电网支撑，依赖各分布式电源协同调节功率输出。下垂控制模拟了传统交流系统的频率-功率特性，通过电压-功率关系实现功率自动分配，类似于多支队伍共同拉绳对抗负载变化。
依据汪浩东论文中的数学模型，下垂控制的核心表达式可在Simulink中实现如下：
V_ref = V_nominal - k_droop * I_out仿真结果分析
在并网模式下，光伏保持最大功率输出。当t=1s时突加负载，储能系统立即响应，释放能量以补偿功率缺额，维持母线电压基本稳定。观察电压曲线可见，电压瞬时跌落被控制在695V以上，表明电流内环具备良好的快速响应能力，响应时间需低于2ms才能有效抑制扰动。
切换至离网模式后，负载增加时，光伏与储能装置依据预设的下垂特性同步提升出力。从功率分配曲线可以看出，若某一单元（如光伏）出力占比超过70%，则说明下垂系数不匹配，可能导致设备过载，需重新整定参数。
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