刘彦呈 庄绪州 张勤进 朱鹏莅 郭昊昊

基于虚拟频率的直流微电网下垂控制策略

刘彦呈 庄绪州 张勤进 朱鹏莅 郭昊昊

（大连海事大学轮机工程学院 大连 116026）

在直流微电网的传统下垂控制中，电路参数及线路阻抗的不一致造成DC-DC变换器下垂特性均存在差异，降低了变换器的均流精度。下垂控制还会造成一定程度的直流母线电压跌落。为了提高直流微电网的控制性能，模拟交流微电网的频率下垂控制机理，提出一种基于虚拟频率的多DC-DC变换器下垂控制方法。在控制器中构造了频率与输出电流成比例的虚拟交流量，利用低带宽通信共享各变换器的虚拟频率并求出平均值。该平均频率及虚拟交流量进一步用于产生虚拟无功功率以调整变换器的电压设定点，协调各变换器输出电流的大小。在不造成母线电压跌落的前提下，提高了多变换器间的负载电流分配精度。利用小信号模型分析虚拟频率下垂控制的闭环稳定性。最后，通过仿真和基于Starsim和dSPACE快速原型样机的实验，验证了该方法的有效性。

直流微电网 虚拟频率 下垂控制 并联均流 DC-DC变换器

0 引言

随着全球能源短缺和环境问题的日益凸显，微电网作为一种高效利用可再生能源的技术受到广泛关注[1-2]。相较于交流微电网，直流微电网可以减少能量变换环节，同时提高系统的效率和可靠性，降低控制复杂程度[3]，已在船舶电力系统、航天系统、数据中心等独立供电系统得到初步应用[4-6]。……