陈昱芝， 赵巧娥

(山西大学 电力工程系，山西 太原 030013)

0 引 言

如今基于电力电子器件接口的新能源在电网中的渗透率得到显著提升。然而电力电子器件的存在会隔断直流配电网中旋转电机的机械和电气部分，导致旋转电机中的动能无法提供功率支持，从而使直流系统惯性变低，导致系统暂态稳定问题愈加严重[1-2]。在直流电网中直流母线电压是衡量系统功率平衡的唯一指标[3]。文献[4]在机组MPPT(maximum power point tracking)控制的基础上附加根据频率变化而自适应的虚拟惯性控制，频率暂态稳定性有所提高，虽然此方法适用于交流系统，但可以借鉴到直流配电网中。文献[5]提出对电压分层协调控制，只响应电压偏差，不能很好地调节电压变化率，在电压突变瞬间，系统暂态稳定性变差。文献[6-7]用在直流侧增加超级电容器的方法能有效降低电压变化率，通过增加惯性维持暂态稳定性。

为了充分利用系统中的潜在惯性，提高电压质量，对传统定虚拟惯量的控制方法作改进，提出直流配电网中的分段可变虚拟惯量控制。本文介绍了虚拟电容的概念，根据电压变化率调节虚拟惯性系数，在电压变化率大时虚拟惯性系数也相应变大，在电压变化率小时虚拟惯性系数也相应变小，提供合适的惯性维持电压稳定。最后根据Simulink仿真模型，检验所提方法是否可用于改善系统暂态稳定性。

1 直流配电网拓扑图

本文以基于VSC的四端配电网为例进行分析，如图1所示。该系统主要包含以下四部分：