张 辉 梁誉馨 孙 凯 陈 欢 杜明桥

直流微电网中多端口隔离型DC-DC变换器的改进虚拟电容控制策略

张 辉1,2梁誉馨1孙 凯2陈 欢2杜明桥1

（1. 西安理工大学电气工程学院 西安 710048 2. 电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室（清华大学） 北京 100084）

针对直流微电网惯性低、母线电压质量较差的问题，考虑当前分布式微源对高升/降压比、电气隔离以及高效率变换器的急切需求，提出一种多端口隔离型DC-DC变换器（MPIC）的改进虚拟电容（IVC）控制策略。首先，采用MPIC取代传统的Buck-Boost电路，实现储能系统内部微源相互电气隔离；其次，通过类比交流微电网中虚拟同步电机的调频控制，得到适用于MPIC的IVC控制；然后，建立其IVC控制下储能接口变换器（ESC）的小信号模型，深入分析负载扰动下直流母线电压的动态特性，针对扰动过程中产生的电压过冲现象，采用前馈补偿予以消除，并给出电压跟踪系数、虚拟电容和阻尼系数等参量的整定方法；最后，仿真和实验结果验证了所提控制策略的有效性和正确性。

直流微电网 惯性 改进虚拟电容控制 多端口变换器

0 引言

多端口隔离型DC-DC变换器（Multi-Port Isolated DC-DC Converter, MPIC）具有电气隔离、高升/降压比、功率双向流动和简单的软开关控制[1-2]等优点，由CLLC谐振变换器和交错Buck-Boost变换器级联而成，可广泛应用于分布式发电系统[3]、电动汽车以及其他新兴能源转换系统[4]。随着直流微源和直流负载的使用日益增多，直流微电网开始兴 起[5-6]。然而，直流微电网本身惯性较低，其母线电压容易受到间歇性可再生能源和局部负载变化引起的功率波动影响[7-9]。……