Multiobjective Fusion Controller for Plug-and-Play Distributed Energy Storage Systems in Shipboard DC Microgrids Based on Dynamic Diffusion Algorithm

Yuji Zeng

doi:10.1109/TTE.2025.3604057

Multiobjective Fusion Controller for Plug-and-Play Distributed Energy Storage Systems in Shipboard DC Microgrids Based on Dynamic Diffusion Algorithm

2025-08-29

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DOI：10.1109/TTE.2025.3604057

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本文提出了一种新颖的多目标融合（MOF）控制器，用于实现船舶直流微电网中分布式储能系统（DESSs）的快速荷电状态（SoC）均衡、比例负载电流分配和稳定的母线电压调节。与传统的分布式协同控制器相比，所设计的MOF控制器集成了SoC均衡、电流分配和电压调节功能，并允许各DESS之间仅交换一个中间变量来实现上述三个控制目标。在此基础上，设计了一个由虚拟电压降和输出电压组成的组合状态变量，并通过分布式扩散算法（DDA）在本地控制器中估计其平均值。DDA协助MOF控制器在单一时间尺度上响应连续数据流，并确保数据集在分布式通信网络中更彻底地扩散。所设计的MOF控制器还提供了卓越的即插即用（PNP）性能，允许DESSs在任何航行条件下无缝接入/脱离船舶直流微电网，而不会引起浪涌电流和冲击电压。此外，推导了并联DESSs的闭环特征方程，并采用特征根轨迹法分析了所设计MOF控制器的稳定性。最后，搭建了船舶直流微电网的StarSim实验平台，各种场景下的测试结果验证了所设计MOF控制器的有效性和优越性。

Keyword:

Distributed energy storage system (DESS)

dynamic diffusion algorithm (DDA)

multiobjective fusion (MOF) controller

plug-and-play (PNP)

shipboard dc microgrid

Multiobjective Fusion Controller for Plug-and-Play Distributed Energy Storage Systems in Shipboard DC Microgrids Based on Dynamic Diffusion Algorithm

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