基于交流电流下垂特性控制的VSC建模和稳定性分析
2021-05-18赵雨童张博深
电力自动化设备 2021年5期
赵雨童,高 飞,张博深
(上海交通大学 电力传输与功率变换控制教育部重点实验室,上海200240)
0 引言
随着新能源的大量使用,光伏电池板、风力发电机和微型燃气轮机等分布式发电装置日渐成为满足负荷增长需求、减少环境污染、提高能源综合利用效率和供电可靠性的一种有效途径[1]。在分布式能源的增长趋势下,直流微电网技术受到了广泛关注。直流微电网可以单独为本地负载供电,即运行在孤岛模式;也可以在并网模式下运行,与电网进行能量交换[2]。直流微电网能够实现2种模式的灵活切换,且相较于传统大电网没有无功损耗和相位不匹配的问题,因而更适用于分布式新能源的接入[3]。
下垂控制是在直流微电网中广泛使用的成熟技术,能够控制直流母线电压的稳定且精准地分配分布式能源的功率输出[4]。已有的下垂特性有:以直流电压为反馈量给出直流电流参考值的I-V下垂特性、以直流电压为反馈量给出输出功率参考值的P-V下垂特性、以直流电流为反馈量给出直流电压参考值的V-I下垂特性和以输出功率为反馈量给出直流电压参考值的V-P下垂特性[5]。这些传统的下垂特性均能够实现稳定直流母线电压和准确分配分布式能源功率,但都是基于双闭环控制的电压源型换流器VSC(Voltage Source Converter)[6-7],其结构复杂,所需要的传感器较多,成本较高,且响应时间是单闭环控制VSC的10倍[8]。
本文提出了一种新型的下垂特性,即以直流电压为反馈量给出交流电流参考值的Id-V下垂特性,相比于传统下垂特性不需要外环控制,简化了系统结构,减少了传感器数目,降低了成本,并且填补了交流变量在直流微电网下垂特性中的研究空白。……
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