直流微電網的暫態特性分析及其控制策略研究

《直流微電網的暫態特性分析及其控制策略研究》是依託安徽工業大學，由方煒擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：直流微電網的暫態特性分析及其控制策略研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：方煒
• 依託單位：安徽工業大學

項目摘要

世界經濟持續高速的發展，帶來了能源短缺等諸多問題。以小容量可再生能源形成的直流微電網引起了廣泛地關注，但直流微電網的研究中仍存在諸多關鍵科學問題，尤其在系統模型和控制系統設計等方面需進行更深入的理論研究。本項目提出，根據直流微電網的能量動態平衡方程，利用仿射非線性系統模型研究直流微電網在併網運行和孤島運行模式下的複雜動力學行為，運用基於微分幾何理論的狀態反饋線性化方法實現直流微電網內部系統的解耦控制，將直流微電網的可靠、穩定運行問題分解為直流母線的穩定控制和子系統的動態性能控制兩部分，採用並行電流控制算法實現直流微電網的併網運行，而子系統則利用充放電平衡原理設計出動態性能最佳化控制算法，從穩態精度和動態性能兩個方面解決直流微電網所遇到的實際問題。本項目著重探索直流微電網在分析模型和控制方法等研究方面的新思路和新方法，研究結果將對直流微電網技術的推廣套用，對可再生能源的開發起到一定的促進作用。

結題摘要

直流微電網能夠有效地利用小容量可再生能源，且擁有較高的系統效率。本項目主要研究小型直流微電網的可靠、穩定運行問題，將其分解為直流母線的穩定控制和子系統的動態性能控制兩部分。給出了一種基於節點阻抗特性的穩定性分析方法，把系統支路簡化為包含虛擬阻抗的諾頓等效電路，進而建立了直流微電網系統的節點導納模型和導納矩陣，從而完成了對系統穩定性的判定；對直流微電網系統在併網運行時的控制系統進行設計和研究，給出了基於單周期控制算法的數字控制方案，控制方法簡單，抗干擾能力強；結合基於電容充放電平衡控制(Charge Balance Control CBC)以及並行電流模式控制方法，提出直流微電網中的子系統動態性能最佳化控制算法，與現有方法相比，所提控制算法具有穩定精度高、動態回響快等優點。所取得的研究成果為可再生能源的有效利用提供一定的理論基礎和實踐基礎，有著一定的學術意義。