[發(fā)明專利]主從控制模式下直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性判定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710005641.X
• 申請(qǐng)日: 2017-01-04
• 公開（公告）號(hào): CN106877309B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭勇剛;胡輝勇;韋巍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J1/10
• 分類號(hào): H02J1/10;G06F17/50
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發(fā)明涉及直流微電網(wǎng)技術(shù)中的穩(wěn)定性分析技術(shù)，旨在提供一種主從控制模式下直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性判定方法。包括：利用單元連接法對(duì)各電源、恒功率負(fù)載的功率模塊進(jìn)行戴維南/諾頓等效，得到相應(yīng)的阻抗/導(dǎo)納，并獲得主電源的阻抗矩陣、從電源和恒功率負(fù)載的導(dǎo)納矩陣；根據(jù)已知的各節(jié)點(diǎn)電阻性負(fù)載大小得到阻性負(fù)載導(dǎo)納矩陣，根據(jù)節(jié)點(diǎn)間線纜參數(shù)得到系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；將各矩陣帶入穩(wěn)定性判據(jù)并計(jì)算其極點(diǎn)；如果極點(diǎn)全部在左半平面，則系統(tǒng)穩(wěn)定；如果有右半平面極點(diǎn)，則系統(tǒng)不穩(wěn)定。本發(fā)明能兼容考慮系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間阻抗，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無特定要求，適用范圍廣。分析系統(tǒng)級(jí)穩(wěn)定性時(shí)簡(jiǎn)化計(jì)算，可有效分析復(fù)雜直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及主從控制模式下直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性判定方法，屬于直流微電網(wǎng)技術(shù)中的穩(wěn)定性分析技術(shù)。

背景技術(shù)

隨著可再生新能源的大量接入，直流微電網(wǎng)作為一種高效利用的系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用。直流微電網(wǎng)一般由多個(gè)電源、恒功率負(fù)載等功率模塊組成，多個(gè)電源之間采用主從控制，即一個(gè)電源是電壓控制型作為主電源，其余電源是電流控制型作為從電源。通常單個(gè)功率模塊在控制設(shè)計(jì)時(shí)能確保獨(dú)立運(yùn)行時(shí)穩(wěn)定，但組成系統(tǒng)時(shí)將會(huì)互相影響，降低系統(tǒng)穩(wěn)定性。另一方面，恒功率負(fù)載的負(fù)阻抗外特性會(huì)進(jìn)一步加劇系統(tǒng)不穩(wěn)定。如何分析直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性是很重要、很有意義的問題。

針對(duì)直流微電網(wǎng)穩(wěn)定性分析問題，以往大量研究是針對(duì)單源單負(fù)載、多源并聯(lián)多負(fù)荷并聯(lián)情形的穩(wěn)定性，文獻(xiàn)《Impedance-based local stability criterion for DCdistributed power systems》、《Impedance-based stability criterion for grid-connected inverters》、《Impedance specifications for stable DC distributedpower systems》給出了很多有益結(jié)論，但忽略了系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間的阻抗。文獻(xiàn)《直流微電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)阻抗特性與系統(tǒng)穩(wěn)定性分析》考慮了系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)間阻抗，利用系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納求取系統(tǒng)任意節(jié)點(diǎn)阻抗，但只適用于放射型結(jié)構(gòu)，對(duì)環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)無法有效判定系統(tǒng)穩(wěn)定性。對(duì)于環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，狀態(tài)空間法可有效分析。文獻(xiàn)《Reduced-order model and stability analysis oflow-voltage DC microgrid》通過建立環(huán)網(wǎng)直流微電網(wǎng)的完整狀態(tài)空間模型，求取系統(tǒng)矩陣的特征根分析系統(tǒng)穩(wěn)定性，但是需要系統(tǒng)各部分的詳細(xì)模型，得到的系統(tǒng)矩陣也較復(fù)雜，每個(gè)矩陣元素對(duì)應(yīng)的物理意義不清晰。文獻(xiàn)《Modeling and analysis of harmonicstability in an AC power-electronics-based power system》將單元連接法應(yīng)用于主從控制的交流微電網(wǎng)中分析系統(tǒng)穩(wěn)定性，用具有明確物理意義、可通過阻抗分析儀測(cè)量得到的阻抗和導(dǎo)納對(duì)各功率模塊進(jìn)行建模，但并未將系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣與其他部分阻抗分離開來，很難直觀得到系統(tǒng)的一般化穩(wěn)定性判據(jù)，不利于擴(kuò)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種主從控制模式下直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性判定方法，用于解決直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性分析問題。

為解決技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種主從控制模式下直流微電網(wǎng)的穩(wěn)定性判定方法，包括下述步驟：

(1)利用單元連接法對(duì)各電源、恒功率負(fù)載的功率模塊進(jìn)行戴維南/諾頓等效，得到相應(yīng)的阻抗/導(dǎo)納，并獲得主電源的阻抗矩陣Z_v、從電源和恒功率負(fù)載的導(dǎo)納矩陣Y_c；

(2)根據(jù)已知的各節(jié)點(diǎn)電阻性負(fù)載大小得到阻性負(fù)載導(dǎo)納矩陣Y_L，根據(jù)節(jié)點(diǎn)間線纜參數(shù)得到系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣Y_net；