2)由下垂控制参数选择不当引发的低频振荡。
上述研究讨论的均是由恒功率负荷及弱阻尼LC滤波环节之间相互影响引起的高频振荡失稳现象。为提高系统供电可靠性和满足分布式电源、储能或交直流系统接口变流器的即插即用要求,直流配电网或直流微电网正常运行时通常采用基于下垂控制方式的直流母线电压控制策略。
文献[38-39]对基于下垂控制方法的直流微电网稳定性问题进行了深入研究。文献[38]忽略直流母线电压控制及直流母线电容的动态响应,对系统内恒功率负荷建模进行化简,基于节点电压方程建模方法,建立了用于分析下垂控制参数对系统稳定性影响的直流微电网降阶数学模型,分析了线路阻抗参数、下垂控制参数与系统稳定性的关系,在此基础上得出了满足系统稳定的充分条件,有利于对直流微电网下垂控制参数选择进行指导,理论分析和实验结果表明本文所提出的简化建模方法能够有效分析由下垂控制参数选择不当引发的低频振荡失稳现象。
文献[39]针对图9所示的包含下垂控制直流电源、恒功率负荷、线性负荷、MPPT控制的分布式电源,以及基于公共直流母线的直流微电网,建立了忽略直流母线电压环动态响应的二阶简化电路模型。基于该模型,详细分析了在满足系统稳定的前提下,下垂控制参数、直流母线电容、线性负荷及恒功率负荷的充要关系,有利于指导直流微电网运行。
图9直流微电网稳定性分析简化模型
在直流微电网稳定性问题研究中,大部分学者主要关注恒功率负荷引起的稳定性问题,对于由多变流器环境导致的直流微电网失稳机理和谐振抑制措施尚缺乏深入研究。
3、直流微电网稳定控制研究展望
3.1直流微电网稳定控制研究展望
3.1.1电压平衡器的应用
在未来直流微电网中,为进一步提高直流供电系统利用率和供电灵活性,以适应不同电压等级分布式电源、储能及负荷接入,可采用双极性三线制供电结构。根据中线的出线形式不同,双极性三线制供电系统主要有图10(a)、图10(b)2种。图10(a)中,直流系统与交流系统互联端口采用2个相同容量的双向DC-AC变流器[见图a)],或者直流系统中2个储能单元通过DC-DC变流器[见图b)],二者共一极直流母线,直流系统内部形成2个独立供电回路,该结构主要用于HVDC(高压直流输电)系统中,用于提高输电系统可靠性;图10(b)中,通过直流母线电压平衡器或直流母线电容中点引出中线,该结构常用于LVDC(低压直流供电)系统中。
图10直流系统双极性三线制供电结构