面向可持续可再生能源直流微电网的能源管理与故障保护一体化框架

《Sustainability》：Integrated Energy Management and Impedance-Based Fault Protection for Sustainable Renewable DC Microgrids

　　本文提出了一种适用于可持续可再生能源直流微电网的综合能源管理与保护框架。所提出的系统利用本地电压和电流测量，将能源管理、故障检测、选择性隔离以及基于阻抗的故障距离估计相结合。所研究的400 V直流微电网将光伏和风力发电与电池储能及交流/直流负荷集成在一起。智能电子设备（IEDs）持续监测线路电流并协调断路器以快速隔离故障区段，同时能源管理系统在正常及故障条件下调节直流母线电压并维持功率平衡。该框架在MATLAB/Simulink中进行了评估，测试了不同位置及故障电阻下的相间故障和相对地故障。结果表明，故障隔离时间在0.01 ms以内，相间故障的最大定位误差为0.78%，相对地故障的最大定位误差为1.35%。更广泛的敏感性分析显示，当R_F = 2Ω时最大误差为2.74%，而在故障隔离后直流母线电压恢复至约400 V。通过将可再生能源发电、储能与保护在统一架构中进行协调，所提出的方法提高了可靠性、运行连续性以及可再生能源资源的利用效率，从而支持直流微电网的韧性与可持续运行。