[发明专利]直流微电网储能单元DC-DC换流器的虚拟同步发电机控制方法

权利要求书

1.一种直流微电网储能单元DC-DC换流器的虚拟同步发电机控制方法，所述直流微电网包含分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元，所述分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元分别通过相应的电压源型换流器或DC-DC换流器与直流母线相连；所述直流微电网包含的分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元均包括控制系统、测量元件和换流器；所述直流微电网包含的分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元的控制系统输入端分别与相应的测量元件输出端相连，其输出端与相应的换流器输入端相连；所述直流微电网中还包含直流测量元件以及交流测量元件，直流测量元件包括分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元的直流母线侧电压传感器和电流传感器以及分布式发电单元、储能单元、大电网单元和负荷单元的分布式电源侧、储能元件侧、交流电网侧和负荷侧电压传感器和电流传感器；所述储能单元包括储能元件；

其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：信号测量：通过电压传感器和电流传感器测量所述直流微电网中的直流母线电压U_dc、储能单元中DC-DC换流器的输出电流I_dc、储能元件的输出电流I_bat、储能元件的端口电压U_bat；

步骤2：计算直流母线电压参考值：将所述储能单元虚拟成同步发电机，类比同步发电机的转子运动方程，得到虚拟同步发电机控制方程：

其中，I_set为电流给定值，I_d为阻尼电流，C_vir为虚拟转动惯量；

利用虚拟同步发电机控制方程计算虚拟同步发电机控制下的直流母线电压参考值U_dc^*：

式中，U_dcN为直流母线电压的额定值，k_droop为下垂系数，k_d为阻尼系数；

步骤3：双闭环控制：采用双闭环控制结构，外环采用PI控制使蓄电池实测电压跟踪虚拟同步发电机控制下的直流母线电压参考值U_dc^*，使其输出电流为蓄电池电流给定值I_bat^*，内环采用PI控制使蓄电池实际电流I_bat跟踪其电流给定值I_bat^*；

步骤4：计算占空比：根据一个开关周期内的电压平均方程，计算占空比D；

式中，L和R分别代表DC-DC换流器的滤波电感和等效电阻；

步骤5：PWM调制：根据占空比D，对DC-DC换流器的开关管进行PWM调制控制。