杨继鑫 王久和 王振业

(北京信息科技大学自动化学院 北京 100192)

1 引言

由于化石燃料的日益减少以及电力需求的逐渐增加，可再生能源发电被越来越多的人所认可并逐步取代化石能源。由于直流微网(DC microgrid，DCMG)可以更加可靠高效地接纳可再生能源，并且控制简单，无频率和功角稳定以及无功环流等问题[1-5]，因此，关于DCMG 的研究得到了国内外学者的广泛关注。DCMG 主要由分布式电源(尤其是可再生能源)、能量存储装置以及负载组成，而这些又通过相应的电力电子装置联接到直流母线上[6]，典型的单母线DCMG拓扑结构如图1 所示。

目前，关于DCMG 中变换器的控制策略主要有PI 控制[7]、比例谐振控制[8]、下垂控制[9]等线性控制策略，然而，由于变换器是非线性系统，因此采用线性控制策略控制具有非线性性质的变换器很难取得较好的控制效果。

近年来，非线性控制策略取得了较大的发展。非线性控制策略主要有自抗扰控制[10]、滑模变结构控制[11]、反馈线性化控制[12]等，然而，上述非线性控制策略算法复杂，导致计算延时。无源控制(Passivity-based control，PBC)的出现给变换器的控制提供了一条全新的思路，PBC 从变换器系统能量角度出发，寻求与被控制量相关的能量函数，设计的无源控制律可使能量函数按期望的能量函数进行分布，从而达到控制目的。利用无源控制律设计的无源控制器可保证系统的全局稳定性，对系统参数变化以及外来扰动有较强的鲁棒性，可获得良好的控制效果[13]。

图1 单母线DCMG 拓扑结构