直流微电网的小扰动稳定性能的研究

发布时间：2020-06-17 14:22

【摘要】：直流微电网中大量互联的电力电子设备对外表现为恒功率特性,给整个微电网系统带入了负阻抗效应的影响,同时系统参数、负载功率波动、电路噪声等小扰动因素,都对微电网系统的稳定性造成很大影响,成为直流微电网发展的一大技术难题。目前很多研究工作都是基于恒定阻抗负载模型且采用线性控制,存在着系统响应速度慢、输出稳定性不佳等问题。传统PID和传统滑模控制存在稳定性不足与精度不够等缺点,因此本文提出了李雅普诺夫稳定控制方法,针对上述存在的主要问题,以李雅普诺夫稳定理论为基础,本文利用李雅普诺夫稳定性理论广泛的系统适用性且不需求解复杂微分方程的优势,以带恒功率负载直流微电网模型为研究对象,设计了基于李雅普诺夫函数的稳定控制,并充分考虑了小扰动因素。首先建立了带有恒功率负载的直流微电网数学模型,论证并引入了负载侧虚拟阻抗补偿策略,采用d-q变换改进了微电网模型。其次利用MATLAB仿真软件,通过频域分析建立了补偿前和补偿后的微电网传递函数模型,分析补偿前后模型的稳定性和稳定裕度变化。最后搭建MATLAB/Simulink仿真模型,在微电网仿真中采用李雅普诺夫稳定控制策略,与传统PID控制和传统滑模控制对比控制效果,同时改进了李雅普诺夫稳定控制并提升了对扰动因素的鲁棒性。通过MATLAB/Simulink进行仿真分析,仿真结果表明,李雅普诺夫稳定控制在满足稳定控制的同时确实克服了上述缺点,在同等条件下系统控制输入、总线电压、恒功率负载端电压波动更小,更符合微电网稳定性要求,仿真结果还表明李雅普诺夫稳定控制有更快的响应速度和更小的稳态误差,因此本论文的研究工作支持李雅普诺夫稳定控制能够最大化的实现带恒功率负载直流微电网的稳定与系统鲁棒性。图69表5
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM712
【图文】：

补偿方法

在大多数微电网系统中，负荷都位于发电侧，负荷侧稳定电网系统中的关键，也是选择负荷侧补偿的原因。此外，负荷侧补偿就补偿，负荷侧补偿可以在系统所希望的某一点上完成。微网负荷可分为和临界负荷，可控负荷包括电动汽车充电站、热泵等，而数据中心、安于临界负荷的范畴。由恒功率负载和恒压负载组成的临界负载需要补偿获得最佳的性能。为此，从负载侧管理这些敏感负载是保持系统稳定性偿方式。在实际微电网应用中，由于负载的组成为恒功率负载和恒压负，采用负载侧补偿是一种很好的做法。在这一实践中，可以将所有的恒合并到一条支路中，以处理它们的电压崩溃现象，只是在必要时进行补网总线由几个间歇源组成，这些源总是存在一些电压/发电不匹配的状况侧或使用中间电路提供补偿是相对困难且昂贵的。如果将这些补偿技术侧或中间电路中，则所提出的系统也需要考虑这些干扰。此外，负载侧可以实现便携式，与馈线侧或中间电路型补偿方法相比，具有很大的优

【参考文献】