直流微网自适应下垂均流技术研究

随着世界能源危机和环境污染问题日益严峻,可再生分布式能源的开发和利用越来越受到重视。为了避免分布式电源直接并网对大电网稳定运行造成冲击,通常将分布式电源组成微电网后并入大电网。直流微电网是以直流配电的形式,通过直流母线将分布式电源连接起来的可控微电网,无需控制电压频率和相位,具有控制简单、可靠性高、转换效率高的优点。维持系统功率的平衡,实现负载在变换器间的合理分配,是直流微电网控制的重要方面。本文对直流微电网的均流控制策略进行了研究。本文首先提出了微电网的设计指标和性能要求,并据此对直流微电网变换器进行了设计,选用隔离半桥DC-DC变换器拓扑,建立了小信号模型,并用数字PID控制器补偿电压反馈环,制作了两台直流变换器样机。接下来本文比较了常见的均流控制方法,分析了传统下垂法两个缺点：在负载加重时母线电压跌落严重；线路阻抗不可忽略时,均流性能下降。在传统下垂法基础上提出了基于低带宽通信的自适应下垂法,并对CAN通信、软件架构和硬件电路进行了设计,完成了自适应下垂法的方案设计。最后,分别在Matlab/S imulink仿真平台以及两变换器直流微电网实验平台上进行了仿真和实物实验。对不同线路阻抗、不同通信延迟、负载突变、变换器单元投切的各种状况,均通过实验验证了本文提出控制策略的可行性。