基于P-U下垂特性的VDCM控制策略：提升直流微电网电压稳定

本文主要探讨了"基于P-U下垂特性的虚拟直流电机控制策略"在直流微电网中的应用。直流微电网中，传统的P-U下垂控制由于其仅具备下垂特性而缺乏机械惯性，导致在应对网内功率突变时，直流母线电压的瞬态响应性能不佳，动态稳定性较低，容易受到电压波动的影响。为了改善这一问题，研究者提出了一种创新的控制方法，即利用虚拟直流电机（Virtual Direct Current Motor, VDCM）的概念。 VDCM是一种模拟直流电机机械惯性的控制策略，它将直流电机的机电暂态响应特性与下垂控制相结合。通过设计一个包含直流电压源变换器（DC Voltage Source Converter, VSC）的P-U下垂控制环路，VDCM使得VSC具有类似于直流电机的大惯性和高阻尼输出特性。这样，VSC能够更有效地稳定直流母线电压，抑制电压波动，从而提高系统的动态性能和运行稳定性。 文章首先构建了虚拟直流电机控制策略的小信号模型，通过理论分析深入探究了控制策略的工作原理，以及它如何通过模仿机械惯性来增强系统的抗扰动能力。与传统的P-U下垂控制进行对比，结果显示新策略在抑制电压波动、提升电压动态响应速度方面表现出明显的优势。 为了验证该策略的有效性，文中进行了详细的仿真分析和实验室实验，通过实际结果证明了基于P-U下垂特性的VDCM控制策略在直流微电网中的实际应用效果显著。因此，本文的研究对于提高直流微电网的电力质量，确保其在分布式能源系统中的高效、稳定运行具有重要的理论价值和实践意义。 关键词：直流微电网、P-U下垂特性、机械惯性、虚拟直流电机控制。该成果对于推动直流微电网技术的发展，尤其是在复杂电力环境下保持电力系统稳定性具有深远影响。