直流微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、直流微電網(wǎng)以其可控性強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)成為未來(lái)住宅和樓宇的主要供電架構(gòu)，通常由并網(wǎng)變換器、分布式電源、恒功率負(fù)載及儲(chǔ)能裝置等組成，他們之間的協(xié)調(diào)控制及并聯(lián)后的穩(wěn)定性是直流微電網(wǎng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)。本文對(duì)直流微電網(wǎng)的功率控制策略及系統(tǒng)級(jí)穩(wěn)定性進(jìn)行了深入研究。
　　直流微電網(wǎng)傳統(tǒng)分級(jí)控制策略基于下垂控制實(shí)現(xiàn)微源之間的功率分配，無(wú)法實(shí)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(jié)構(gòu)及發(fā)電單元輸出特性的基礎(chǔ)上，將母線電壓控制策略與分級(jí)控制策

2、略相結(jié)合，提出一種改進(jìn)分層控制策略。該控制策略分為三層：第三層為上級(jí)電網(wǎng)提供調(diào)度接口；第二層通過設(shè)計(jì)電壓等級(jí)確定微源的優(yōu)先級(jí)，不使用通信線路僅通過采集本地信息完成對(duì)微源的調(diào)度，實(shí)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(shí)現(xiàn)各變換器的底層控制。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該控制策略能夠依據(jù)母線電壓的變化實(shí)現(xiàn)微源的調(diào)度，并能實(shí)現(xiàn)離并網(wǎng)、突加突減負(fù)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(wú)法降

3、低負(fù)載功率擾動(dòng)對(duì)直流微電網(wǎng)的動(dòng)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(hào)模型，從理論上分析了功率擾動(dòng)對(duì)輸出電壓的影響因素，提出一種阻性虛擬阻抗加補(bǔ)償虛擬阻抗的改進(jìn)下垂控制策略，阻性虛擬阻抗實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)時(shí)的功率分配，補(bǔ)償虛擬阻抗提升直流微電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)性能?；谝粋€(gè)簡(jiǎn)單的直流微電網(wǎng)，詳細(xì)分析了補(bǔ)償虛擬阻抗的參數(shù)設(shè)計(jì)過程，仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該下垂控制策略能夠提升母線電壓的動(dòng)態(tài)特性，增強(qiáng)阻尼特性。
　　直流微電網(wǎng)的

4、小信號(hào)分析均采用阻抗比判據(jù)，該判據(jù)無(wú)法區(qū)分雙向變換器的源、負(fù)載特性，同時(shí)無(wú)法判定母線功率擾動(dòng)對(duì)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(dòng)簡(jiǎn)化模型，從理論上分析了功率擾動(dòng)與源、負(fù)載阻抗之間的關(guān)系，提出微源側(cè)輸出阻抗與負(fù)載側(cè)輸入阻抗并聯(lián)的等效一端口網(wǎng)絡(luò)小信號(hào)穩(wěn)定性判定方法。通過建立一個(gè)光儲(chǔ)直流微電網(wǎng)的小信號(hào)模型，利用并聯(lián)阻抗法分析了濾波參數(shù)對(duì)直流微電網(wǎng)小信號(hào)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