直流微電網(wǎng)協(xié)調控制及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、直流微電網(wǎng)以其可控性強、可靠性高等優(yōu)點成為未來住宅和樓宇的主要供電架構，通常由并網(wǎng)變換器、分布式電源、恒功率負載及儲能裝置等組成，他們之間的協(xié)調控制及并聯(lián)后的穩(wěn)定性是直流微電網(wǎng)可靠運行的基礎。本文對直流微電網(wǎng)的功率控制策略及系統(tǒng)級穩(wěn)定性進行了深入研究。
　　直流微電網(wǎng)傳統(tǒng)分級控制策略基于下垂控制實現(xiàn)微源之間的功率分配，無法實現(xiàn)再生能源的優(yōu)先發(fā)電。本文在分析直流微電網(wǎng)組成結構及發(fā)電單元輸出特性的基礎上，將母線電壓控制策略與分級控制策

2、略相結合，提出一種改進分層控制策略。該控制策略分為三層：第三層為上級電網(wǎng)提供調度接口；第二層通過設計電壓等級確定微源的優(yōu)先級，不使用通信線路僅通過采集本地信息完成對微源的調度，實現(xiàn)再生能源的優(yōu)先發(fā)電和工作模式的平滑切換；第一層實現(xiàn)各變換器的底層控制。仿真和實驗結果表明該控制策略能夠依據(jù)母線電壓的變化實現(xiàn)微源的調度，并能實現(xiàn)離并網(wǎng)、突加突減負載等工作模式的平滑切換。
　　直流微電網(wǎng)傳統(tǒng)的電壓-功率下垂控制策略采用阻性虛擬阻抗，無法降

3、低負載功率擾動對直流微電網(wǎng)的動態(tài)特性造成的影響，本文通過建立下垂控制策略下微源接口變換器的統(tǒng)一小信號模型，從理論上分析了功率擾動對輸出電壓的影響因素，提出一種阻性虛擬阻抗加補償虛擬阻抗的改進下垂控制策略，阻性虛擬阻抗實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)時的功率分配，補償虛擬阻抗提升直流微電網(wǎng)的動態(tài)性能。基于一個簡單的直流微電網(wǎng)，詳細分析了補償虛擬阻抗的參數(shù)設計過程，仿真和實驗結果表明，該下垂控制策略能夠提升母線電壓的動態(tài)特性，增強阻尼特性。
　　直流微電網(wǎng)的

4、小信號分析均采用阻抗比判據(jù)，該判據(jù)無法區(qū)分雙向變換器的源、負載特性，同時無法判定母線功率擾動對直流微電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響。本文基于直流微電網(wǎng)小擾動簡化模型，從理論上分析了功率擾動與源、負載阻抗之間的關系，提出微源側輸出阻抗與負載側輸入阻抗并聯(lián)的等效一端口網(wǎng)絡小信號穩(wěn)定性判定方法。通過建立一個光儲直流微電網(wǎng)的小信號模型，利用并聯(lián)阻抗法分析了濾波參數(shù)對直流微電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性的影響規(guī)律。
　　采用母線電壓控制策略的直流微電網(wǎng)，依據(jù)母線電壓的