【摘 要】
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随着社会的进步和经济的突飞猛进,人们对供电的电能质量和稳定性要求越来越高。越来越多的分布式电源如光伏等需要接入微电网中,直流微电网因其不需要考虑频率无功等问题,且容量大损耗小等优势而受到越来越多的关注。然而直流微电网惯性小,容易受到负荷和分布式电源的影响,大容量分布式电源和交直流负荷的投切会使直流母线电压出现电压波动、动态电压暂升和暂降等问题,交流侧电压不平衡现象会使直流母线电压出现电压纹波等问题
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随着社会的进步和经济的突飞猛进,人们对供电的电能质量和稳定性要求越来越高。越来越多的分布式电源如光伏等需要接入微电网中,直流微电网因其不需要考虑频率无功等问题,且容量大损耗小等优势而受到越来越多的关注。然而直流微电网惯性小,容易受到负荷和分布式电源的影响,大容量分布式电源和交直流负荷的投切会使直流母线电压出现电压波动、动态电压暂升和暂降等问题,交流侧电压不平衡现象会使直流母线电压出现电压纹波等问题,这些问题引起的电压变化会导致变换器间出现环流现象。针对直流微电网电压波动问题与环流问题,提出一种基于残差生成器的直流微电网稳定性控制策略。首先建立了分布式电源内所包含的光伏、蓄电池和超级电容的等效模型,并设计了双向DC-DC变换器参数。研究了直流微电网中的扰动问题以及变换器并联状态下的环流问题,建立多个双向DC-DC变换器并联的状态空间模型,其次根据互质分解与尤拉参数化理论推导基于残差生成器的稳定性控制结构来进行扰动抑制。该结构直接在电压环输出端进行补偿,通过扰动抵消计算补偿控制器Q*（s）。采用小信号稳定性分析方法证明本文结构的稳定性。提出一种基于最小公倍数的方法解决直流下垂造成的电压跌落问题,将本文所提结构引入至多变换器并联系统中。最后进行仿真和实验验证。在PSCAD/EMTDC中进行Buck模式与Boost模式下多DC-DC变换器单台与多台并联的仿真实验。在RTDS实时数字仿真平台搭建数字物理实验平台,以相同与不同类型变换器并联的工况进行实验验证,仿真结果与实验结果表明本文所提的结构能够加快分布式电源以及公共负荷投切时直流母线电压动态响应速度,有效的抑制了环流影响以及交流侧不平衡情况引起的直流母线电压二倍工频扰动,维持了电压的一致性,保证了母线电压的稳定,实现了分布式电源的“即插即用”功能。
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