基于下垂控制的直流微电网负荷功率分配优化策略

本文主要探讨了在直流微电网中，不同网络结构（放射状结构和网状结构）下负荷功率分配的精度优化问题。随着可再生能源的广泛应用，微电网因其灵活性和分布式特性成为解决能源不稳定性和效率问题的关键。在微电网中，电力分配的精确性直接影响到系统的稳定性及整体效率。 传统的直流微电网研究常常假设系统规模较小，忽略了线路阻抗的影响，导致各本地母线电压近似相等。然而，随着微电网规模扩大，线路阻抗的作用变得显著，这使得负荷功率分配的精度问题更加突出。文章引用了文献中的改进型下垂控制方法，该方法旨在降低线路损耗，但其在多个端口的应用中存在通信复杂性，可能导致通信冲突和信号不稳定。 针对这些问题，本文提出了一种基于下垂控制的改进策略。首先，针对放射状和网状两种常见的网络结构，文章深入分析了其对负荷功率分配的影响。这种方法的核心是引入相邻变换器间的直流电压平均值和输出功率平均值作为控制目标，通过低带宽通信网络实现信息共享，这既减少了通信量，又降低了通信成本。这种方法的优势在于它能够同时补偿直流母线电压的波动，提高有功功率分配的准确性，适应多类型可再生能源接入的复杂系统。 其次，由于功率型下垂控制同时受到负载电流和电压的影响，作者在分析时充分考虑了这些因素，以确保控制策略的稳定性和有效性。通过仿真模型的搭建和测试，使用MATLAB/Simulink平台验证了提出的控制方法在实际应用中的有效性和鲁棒性，尤其是在线路阻抗存在差异的情况下，能够实现不同变换器间负荷功率的合理分配。 总结来说，本文的研究着重于解决直流微电网中不同网络结构下负荷功率分配的精度问题，通过改进的下垂控制策略，克服了通信复杂性和电压分配不均等挑战，从而提升了系统的整体性能和能源利用效率。这一研究成果对于推动大型直流微电网的发展具有重要意义。