【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力电子，具体涉及一种基于有源阻尼的直流微电网致稳控制方法。
技术介绍
1、随着用户对供电可靠性和电能质量的关注度不断提高，以及太阳能、风能等各种形式的可再生能源大量利用，微电网作为分布式电源接入电网的有效途径得到了国内外学者的广泛关注。微电网中的各类分布式电源，如光伏电池、超级电容和风力发电机等，大多都是输出直流电(或者存在直流的中间环节)；而且众多的家用电器和办公设备等本质上也都需要直流电源才能正常工作。因此，如果微电网以直流作为电能的传输形式，能够减少转化环节，提高能源利用效率。近年来，直流微电网以其独特的优势逐渐成为微电网技术新的研究方向，在居民住宅、数据中心和电动汽车充电站等领域拥有广阔的应用前景。
2、目前直流微电网协调控制主要分为集中通信控制、分布通信控制和母线电压分层控制。相比前两种控制方式，母线电压分层控制通过检测母线电压来决定微网中各接口变换器的工作模式，无需通信，可实现微源即插即用，从而提高了微电网的可靠性与响应速度。多变换器接入直流微电网会造成级联变换器之间的相互作用，或与滤波器产生谐振，从而降低直流微电网的稳定性。因此，研究直流微电网的小信号稳定性对微电网的稳定运行具有重要的意义。
3、为保证直流微电网负载的稳定供电，同时减少电磁干扰噪声，通常在负载前级加入输入滤波器。但弱阻尼lc滤波器会与变换器阻抗相互影响，从而容易引起谐振，进而造成直流微电网的稳定性变差甚至崩溃。目前抑制谐振主要采用有有源阻尼和无源阻尼法。
4、郭力等提出了一种基于低通滤波的有源阻尼
5、尽管前面提到的方法已经通过仿真或实验进行了验证，但是存在能量分配受到影响、系统的硬件成本提高、系统能量损耗增加以及系统动态响应受损和未考虑方法实用性等一系列缺点。因此，现有的针对直流侧的有源阻尼方法较少在实际中采用，这意味着研究更完善、更易于实现同时不对原系统造成不利影响的方法十分必要。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的是提出一种基于有源阻尼的直流微电网致稳控制方法，在不增加系统硬件成本和能量损耗的情况下，仅通过增加少量控制复杂度来增加直流微电网系统的稳定性，增加系统功率运行范围，同时不影响系统功率分配和动态响应。
2、为达到以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于有源阻尼的直流微电网致稳控制方法。本方法依据稳定性理论中的阻抗匹配准则，对直流微电网中母线电压控制环节变换器的输出阻抗进行改造，通过减小输出阻抗的峰值来达到提高系统稳定性的效果，包括以下步骤：
3、(1)根据是否控制母线电压将直流微电网系统分为母线电压控制单元和母线电流控制单元，对应的变换器分别为母线电压控制变换器(bvcc)和母线电流控制变换器(bccc)；
4、(2)对各变换器进行小信号建模，以直流母线为界，计算得到母线电压控制变换器的输出阻抗zoc和母线电流控制变换器的输入阻抗zinc；
5、(3)采用有源阻尼方法对母线电压控制变换器进行补偿，补偿前先根据系统输入输出阻抗比的nyquist曲线作为参考，之后根据nyquist的曲线变化来确定该有源阻尼环节(低通滤波环节)的截止频率ω；
6、(4)确定了有源阻尼环节的具体参数后，离散化并通过列写差分方程的形式在数字控制器中将其与电压环控制器“并联”，达到增加系统阻尼，提高系统稳定性的效果。
7、2.如权利要求1所述的一种基于有源阻尼的直流微电网致稳控制方法，其特征在于，所述有源阻尼方法为：在不改变在bvcc的电压控制环pi参数的情况下，在引入经有源低通滤波器来增加系统阻尼。该低通滤波器的表达式为：
8、
9、在本方法中，取
10、ω＝1/20～1/10fs
11、其中fs为变换器开关频率。
12、3.如权利要求1所述的一种基于有源阻尼的直流微电网致稳控制方法，其特征在于，所述有源阻尼方法为：在bvcc的电压控制环中引入低通滤波器前馈，即低通滤波器与变换器电压控制环进行“并联”控制，以达到减小变换器输出阻抗的目的。引入有源低通滤波器后，电流环给定参考电流的计算方式变为：
13、ilref＝uek·kpu+usumek·kiu+y[0]
14、其中，ilref为电感电流参考值，uek为电压误差瞬时值，usumek为电压误差累计值，kpu和kiu为电压控制环的pi参数，y[0]为电压误差经过滤波器后的输出值。
15、电压控制环的传递函数则变为：
16、hv'＝hv+glpf(s)
17、其中，hv和h'v分别为加入低通滤波器前馈前后bvcc的电压控制环节传递函数。
18、本专利技术的效果在于：采用本专利技术所述方法，可对任意直流母线电压控制环节变换器进行改造，具有较大灵活性；有源阻尼环节未直接参与电压环的的控制，不会影响系统动态响应速度，反而通过该方法提高的系统阻尼减小系统电压电流超调量，大大提高系统稳定性以及安全性；减小了母线电压控制变换器的输出阻抗，根据稳定性分析方法中的阻抗判据，可以很高效地提高直流微电网系统稳定性；综上，采用本专利技术所述方法，在系统因扰动而进入不稳定状态时，可将该有源阻尼环节投入母线电压控制变换器的电压控制环节，能够极大地提高系统稳定裕度，提高系统功率运行范围，减小系统电压电流超调量。
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1.一种基于有源阻尼的直流微电网致稳控制方法，其特征在于，
2.如权利要求1所述的一种基于有源阻尼的直流微电网致稳控制方法，其特征在于，所述有源阻尼方法为：在不改变在BVCC的电压控制环PI参数的情况下，在引入经有源低通滤波器来增加系统阻尼。该低通滤波器的表达式为：
3.如权利要求1所述的一种基于有源阻尼的直流微电网致稳控制方法，其特征在于，所述有源阻尼方法为：在BVCC的电压控制环中引入低通滤波器前馈，即低通滤波器与变换器电压控制环进行″并联″控制，以达到减小变换器输出阻抗的目的。引入有源低通滤波器后，电流环给定参考电流的计算方式变为：
【技术特征摘要】
1.一种基于有源阻尼的直流微电网致稳控制方法，其特征在于，
2.如权利要求1所述的一种基于有源阻尼的直流微电网致稳控制方法，其特征在于，所述有源阻尼方法为：在不改变在bvcc的电压控制环pi参数的情况下，在引入经有源低通滤波器来增加系统阻尼。该低通滤波器的表达式为：
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