This article deals with the parallel operation of photovoltaic (PV), battery energy storage (BES), and diesel generator (DG) for standalone ac/dc system. It is known that the maximum penetration of PV systems in DG-based power system is limited in the range of 40%–60%. When the PV capacity becomes comparable to DG capacity, the system suffers from stability and synchronization issues. Hence, this article proposes a dc droop-based hierarchical control of the PV-BES-DG system based on dc integration at a common dc bus. The dc integration alleviates the scalability limit on PV and facilitates better control of the hybrid system than ac counterpart. Moreover, an optimal regulator-based secondary control is proposed to ensure optimal load sharing among DG and BES. Further, a power management scheme (PMS) is designed to ensure reliable operation of the standalone system during source and load power imbalances and operation under critical state of charge limit condition of BES. Also, the PMS constraints the operation of DG below a defined low-level loading. Further, small signal stability analysis is presented to analyze the effects of droop and optimal regulator gain on the system's stability. The laboratory-scale prototype is developed to evaluate the performance of proposed PMS and dc droop-based hierarchical control of the PV-BES-DG system.

中文翻译：

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基于直流下垂的混合光伏电池和柴油发电机独立交流/直流系统的优化调度控制和电源管理

本文讨论了光伏 (PV)、电池储能 (BES) 和柴油发电机 (DG) 在独立交流/直流系统中的并联运行。众所周知，光伏系统在基于 DG 的电力系统中的最大渗透率被限制在 40%~60% 的范围内。当 PV 容量与 DG 容量相当时，系统会遇到稳定性和同步问题。因此，本文提出了一种基于直流下垂的 PV-BES-DG 系统分层控制，该系统基于公共直流总线上的直流集成。直流集成减轻了对 PV 的可扩展性限制，并有助于对混合系统进行比交流系统更好的控制。此外，提出了基于最佳调节器的二次控制，以确保 DG 和 BES 之间的最佳负载分配。更多，电源管理方案 (PMS) 旨在确保在电源和负载功率不平衡期间以及在 BES 的临界充电状态限制条件下运行时独立系统的可靠运行。此外，PMS 将 DG 的运行限制在定义的低水平负载以下。此外，还提出了小信号稳定性分析，以分析下垂和最佳调节器增益对系统稳定性的影响。开发了实验室规模的原型来评估提议的 PMS 和基于直流下垂的 PV-BES-DG 系统分层控制的性能。提出了小信号稳定性分析来分析下垂和最佳调节器增益对系统稳定性的影响。开发了实验室规模的原型来评估提议的 PMS 和基于直流下垂的 PV-BES-DG 系统分层控制的性能。提出了小信号稳定性分析来分析下垂和最佳调节器增益对系统稳定性的影响。开发了实验室规模的原型来评估提议的 PMS 和基于直流下垂的 PV-BES-DG 系统分层控制的性能。