[发明专利]一种新型直流微电网稳定方法

说明书

本发明公开一种新型直流微电网稳定方法，其特征在于该方法通过引入线性状态反馈支路，抵消了恒功率负载对微电网稳定性的不良影响，确保整个直流微电网稳定运行。该方法不仅适用于Buck变换器维持直流微电网母线电压的情况，而且适用于 Boost 变换器维持直流微电网母线电压的情况。针对直流微电网中恒功率负载可能会引起直流微电网母线电压不稳定的问题，本发明通过引入线性状态反馈支路，抵消了恒功率负载的不良影响，从而确保了系统的稳定运行，该方法实现简单，适用范围广，不仅适用于 Buck 变换器，而且适用于 Boost变换器。

技术领域

本发明属于直流微电网领域，尤其涉及一种新型直流微电网稳定方法。

背景技术

近年来，在能源需求和环境保护的双重压力下，将分布式电源、储能装置、可控负载结合在一起的微电网获得了越来越多的重视和应用。相对于交流微电网，直流微电网具有效率高、控制简单、可靠性高及电能品质好等优点，正逐步受到日益广泛 关注。然而，直流微电网中含有大量的电力电子装置，其特性相对于微电网表现为恒功率负载，可能引起直流微电网母线电压的不稳定。

针对直流微电网的问题，有学者通过对直流电网的稳定性问题进行了分析提出了相应的稳定性准则，这些稳定性准则提出了直流电网稳定的充分条件和稳定裕度，但没有提出改善直流电网稳定范围的措施。还有的学者提出了修改系统电路结构或参数，增大系统的阻尼，从而提高直流微电网稳定性的方法，但这些方法会增加系统的体积和功耗。通过增加有源阻尼信号改变大电网接口变换器的等效阻抗，进而提高直流微电网稳定性，然而该方法仅适用于微电网并网运行的工况。近年来，有研究学者提出在负荷点变换器中引入虚拟电容进而提高系统稳定性的方法，但该方法仅适用于单电源单负载的情况。除此之外，还提出了通过改进的 PID 控制提高直流微电网电压稳定性的方法，但该方法仅适用于使用Buck 变换维持直流母线电压的情况，并且控制器参数较多，在实际应用中难以确定合适的参数。

发明内容

本发明就是针对上述问题，设计了基于线性状态反馈的新型直流微电网稳定方法，该方法通过引入线性状态反馈支路，抵消了恒功率负载对微电网稳定性的不良影响，确保整个直流微电网稳定运行。该方法不仅适用于Buck变换器维持直流微电网母线电压的情况，而且适用于 Boost 变换器维持直流微电网母线电压的情况。

本发明采用的技术方案是，一种新型直流微电网稳定方法，包括变换器、线性状态反馈、低通滤波器。

所述的源侧变换器，包括源侧AC／DC 或DC／DC变换器和负荷点变换器两种变换器，连接于直流微电网，维持微电网母线电压。当负荷点变换器工作于恒压模式且控制性能良好时，负荷点变换器及其负载相对于直流微电网为恒功率负载。

所述的线性状态反馈，在系统中引入一条线性反馈支路，作用是抵消恒功率负载给微电网带来了负增量阻抗，线性反馈支路包括数乘器和微分器各一个，通过引入线性反馈支路，当反馈系数足够大时，反馈支路可以抵消恒功率负载负增量阻抗特性，增大了系统的阻尼，从而确保系统稳定。

所述的低通滤波器，设置在微分环节前，用来消除电力电子变换器中产生的高次谐波，提高系统的稳定性，消除噪声。

本发明的有益效果是，该新型直流微电网稳定方法，针对直流微电网中恒功率负载可能会引起直流微电网母线电压不稳定的问题，本发明通过引入线性状态反馈支路，抵消了恒功率负载的不良影响，从而确保了系统的稳定运行，该方法实现简单，适用范围广，不仅适用于 Buck 变换器，而且适用于 Boost变换器。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图 1 是本发明电路原理框图。

具体实施方式

如图所示，本发明的新型直流微电网稳定方法，包括变换器、线性状态反馈、低通滤波器。