[发明专利]一种直流微网母线电压鲁棒自治控制方法

说明书

技术领域

本发明属于微网变流器控制技术领域，涉及一种基于非线性干扰观测器的直流微网母线电压鲁棒自治控制算法。

背景技术

微电网技术的提出旨在实现分布式电源的灵活、高效应用，解决数量庞大、形式多样的分布式电源并网运行问题，有助于当电网灾变时向重要负荷持续供电，避免间歇式电源直接影响本地用户电能质量，具有重要的经济意义和社会价值。同交流微电网相比，直流微电网可更高效可靠地接纳风、光等分布式可再生能源发电系统、储能单元、电动汽车及其他直流用电负荷，成为智能电网领域研究的新热点之一。如何对直流微电网内不同类型分布式发电单元、储能、直流负荷以及交直流接口变流器等进行协调控制，保证系统稳定运行，是目前直流微电网运行控制技术研究关注的重点。

直流母线电压是衡量直流微电网内功率平衡的唯一指标。为了提高供电可靠性，直流微电网系统通常采用多台主电源共同调节直流母线电压。当系统中的所有主电源在控制上具有相同地位时，就称其为对等控制。此时，即使某台主电源由于故障而退出运行，该直流微电网依然能够维持正常工作。作为对等控制策略的一种实现方式，下垂控制由于无需依赖高速通信，易于实现“即插即用”，且可靠性较高，在直流微电网中得到了广泛关注和应用[1-2]。文献[3]通过建立直流微电网的状态空间平均模型，分析了控制参数对系统稳定性的影响，得出合理的控制参数能够有效保证系统的稳定性。文献[4]侧重于研究下垂控制的直流微电网稳定性问题，通过小扰动近似，得到了适用于任意结构的微电网的稳定运行条件。文献[5]建立了独立运行直流微电网的大信号模型，为系统参数设计提供了一种稳定性判据，但是文中忽略了控制系统对等效模型的影响。文献[6]针对LC滤波器容易导致直流微电网发生谐振的问题，提出了一种分布式的振荡抑制策略，然而多个阻尼控制器之间的相互作用会增加参数设计的复杂性。

上述文献主要关注直流微电网的稳定性问题，而对如何提高直流母线电压控制系统的动态响应研究较少。

参考文献

[1]GuerreroJM，VasquezJC，MatasJ，etal.Hierarchicalcontrolofdroop-contr-

olledACandDCmicrogrids-ageneralapproachtowardstandardization[J].IEEETransonIndustryElectronics，2011，58(1)：158-172.

[2]陆晓楠，孙凯，黄立培，等.直流微电网储能系统中带有母线电压跌落补偿功能的负荷功率动态分配方法[J].中国电机工程学报，2013，33(16)：37-46.

[3]施婕，郑漳华，艾芊.直流微电网建模与稳定性分析[J].电力自动化设备，2010，30(2)：86-90.

[4]AnandSandFernandesBG.Reduced-ordermodelandstabilityanalysisoflow-voltageDCmicrogrid[J].IEEETransonIndustrialElectronics，2013，60(11)：5040-5049.

[5]TahimAPN，PaganoDJ，BenzE，etal.ModelingandstabilityanalysisofislandedDCmicrogridsunderdroopcontrol[J].IEEETransonPowerElectronics，2015，30(8)：4597-4607.

[6]JamshidpourE，Nahid-MobarakehB，PoureP，etal.DistributedactiveresonancesuppressioninhybridDCpowersystemsunderunbalancedloadconditions[J].IEEETransonPowerElectronics，2013，28(4)：1833-1842.

发明内容

本发明针对直流微电网母线电压稳定控制，克服现有技术的上述不足，提供一种有效的直流微电网母线电压鲁棒自治控制方法，通过设计一种非线性干扰观测器，并对常规直流母线电压下垂控制和扰动电流前馈控制算法进行相应改进，达到同时提高直流微电网母线电压控制系统的动态响应和稳定性，并实现微电网自治运行和分布式电源即插即用的目的。

为此，本发明采用如下技术方案。