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徐恒山等：考虑储氢状态和直流母线电压稳定性的电氢耦合储能直流微网协调控制策略 2026 年第 5 期

表 5 临界状态运行场景 1 电压稳定性量化对比 70
风机功率
Table 5 Quantitative comparison of voltage stability un- 50 负载功率
功率/kW
der critical state operation scenario 1 30
性能指标 策略1（所提策略） 策略2（传统策略）
10
母线电压波动范围/(p.u.) （0.915, 1.011） （0.899, 1.024） 0 5 10 15 20 25 30
时间/s
母线电压标准差 0.034 81 0.041 58 a) 风机及负荷波动功率
1.15
电压最大波动值/(p.u.) 0.085 0.101 1.10 策略1
母线电压/p.u. 1.05
策略2
1.00
数据显示，与策略 2 相比，策略 1 的母线电压最 0.95
大波动值降低 15.8%，电压波动范围缩小 23.2%， 0.90
0.85
0 5 10 15 20 25 30
母线电压标准差下降 16.3%。上述数据表明，当 时间/s
b) 直流母线电压
SOH 临近安全上限时，策略 1 仍表现出良好的电
30
压稳定性。 20 策略1EL功率；
策略2EL功率；
两种策略下的储氢状态如图 11 e) 所示。在充 功率/kW 10 策略1FC功率；
策略2FC功率
电状态下，策略 1 的 SOH 增长趋势较策略 2 减缓； 0
−10
在放电状态，策略 1 的 SOH 下降趋势较策略 2 明 0 5 10 15 20 25 30
时间/s
显加快。这主要是因为策略 2 采用定下垂系数， c) HESS功率
使得 HESS 与 BESS 的功率比例固定。而策略 1 通 25 策略1；
过模糊算法实时融合 SOH 与 Δu 的双重信息，动 15 策略2
c
d
态 优 化 HESS 与 BESS 的 功 率 分 配 权 重 。 当 SOH 锂电池功率/kW −5 5
接近上限时，若 HESS 处于放电状态，模糊规则 −15
0 5 10 15 20 25 30
会优先增大 PEMFC 的下垂系数 k ，提高其发电 时间/s
fc
d) BESS功率
功率，加速氢气消耗，从而快速降低储氢压力；
若处于充电状态下，则会减小 PEMEL 的功率，降 20.4 策略1；
策略2
SOH/% 20.0
低 制 氢 速 率 ， 防 止 储 氢 压 力 超 过 上 限 。 同 时 ， 20.2
BESS 采 用 AVSG 控 制 ， 通 过 快 速 调 节 虚 拟 电 容 19.8
15
C vi r 释放更大的瞬时功率，补偿功率缺口，抑制 0 5 10 时间/s 20 25 30
u 突变。策略 1 的这种协同机制不仅优化了 SOH e) 储氢状态
c
d
管理，还展现出更强的电压稳定能力。 图 12 临界储氢状态运行场景 2 仿真结果

3.2.2 临界状态运行场景 2 Fig. 12 Simulation results for critical hydrogen storage
将储氢压力临近下限工作场景定义为临界状态 state under operation scenario 2
运行场景 2。SOH 和 SOC 分别设定为 20% 和 50%， 表 6 临界状态运行场景 2 电压稳定性量化对比
图 12 给出了仿真模型在临界状态运行场景 2 中的 Table 6 Quantitative comparison of voltage stability un-
der critical state operation scenario 2
测试结果。
在运行场景 2 的母线电压仿真结果中，策略 1 性能指标 策略1（所提策略） 策略2（传统策略）
也展现出明显优势：其母线电压最大波动值较策 母线电压波动范围 (p.u.) （0.976, 1.084） （0.975, 1.104）
略 2 降低了 19.2%，电压波动范围缩小了 19.44%， 母线电压标准差 0.032 28 0.042 51
标准差降低了 24%。表 6 总结了这两种策略在电 电压最大波动值 (p.u.) 0.084 0.104
压稳定性方面的量化对比结果。
储氢状态如图 12 e) 所示，在充电状态下，策 SOH 临近下限时，策略 1 会通过增大 PEMEL 功率
略 1 的 SOH 增长趋势较策略 2 减缓；在放电状态 的下垂系数 k 来提升其功率，并减小 PEMFC 的
l
e
下，策略 1 的 SOH 下降速度较策略 2 明显加快。 下垂系数 k 以降低其功率，从而抑制 SOH 向下
c
f
这是由表 2、表 3 中定义的模糊规则决定的。当 限趋近，加快 SOH 向正常区间恢复的速度。相比
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