[发明专利]直流微电网功率精确分配和母线电压偏差优化控制方法

权利要求书

1.一种直流微电网功率精确分配和母线电压偏差优化控制方法，其特征在于：所述直流微电网包括若干并联分布式电源DG、若干DC/DC变换器和直流母线，分布式电源DG通过DC/DC变换器输出直流电压值，为直流母线供电；所述控制方法包括以下步骤：

步骤A、对直流微电网使用传统下垂控制：在电路中引入虚拟电阻，对DC/DC变换器输出功率进行调整；

步骤B、引入“功率-电压”自适应下垂控制：在步骤A的控制方法的基础上，引入自适应虚拟电阻，按分布式电源DG容量成比例分配功率，定义其输出功率偏差，设置功率偏差为零时得出分布式电源DG输出电压的控制方程；分布式电源DG输出电压的控制方程为：

其中为分布式电源DG参考输出功率；P_DGi为分布式电源DG实际输出功率，为分布式电源DG输出的电压参考值，U_DGi为分布式电源DG输出的实际电压，为分布式电源DG额定输出电压，k_i为下垂系数，U_pcc为直流母线电压；

步骤C、进一步引入“电流-电压”自适应下垂控制：在步骤B中根据分布式电源DG输出功率偏差，在分布式电源DG输出电压的控制方程中引入自适应增补项，进一步减少控制量并提高了稳定时间；步骤C中分布式电源DG输出电压的控制方程分别为：

其中i_DGi为分布式电源DG输出电流，为分布式电源DG输出的电压参考值，U_DGi为分布式电源DG输出的实际电压，为分布式电源DG额定输出电压，k_i为下垂系数，U_pcc为直流母线电压；

步骤D、根据步骤C中的控制方程建立分布式电源DG输出电压的控制信号：采用电压电流双闭环控制，再经PWM调制得到电压控制信号；

步骤E、对母线电压偏差进行优化：对步骤D中电压控制信号进行跟踪，母线电压增加上移量，对母线电压曲线进行平移，减小母线电压偏差。

2.根据权利要求1所述的一种直流微电网功率精确分配和母线电压偏差优化控制方法，其特征在于：所述步骤B还包括：

步骤B1、根据直流母线电压、分布式电源DG出口电压、分布式电源DG输出功率和微电网线路阻抗之间关系，求出分布式电源DG实际输出功率；

步骤B2、按分布式电源DG容量成比例分配功率，定义其输出功率偏差；

步骤B3、为实现功率精确分配，令步骤B2中输出功率偏差为零，计算出自适应虚拟电阻；

步骤B4、根据步骤B3所得的自适应虚拟电阻，求出分布式电源DG输出电压的控制方程。

3.根据权利要求2所述的一种直流微电网功率精确分配和母线电压偏差优化控制方法，其特征在于：所述步骤B1中分布式电源DG实际输出功率P_DGi为：

其中U_pcc为直流母线电压，为分布式电源DG额定输出电压，R_linei为线路电阻，k_i为下垂系数，m_i为自适应虚拟电阻，x_i为分布式电源DG实际输出电压与直流母线电压的比值。

4.根据权利要求1所述的一种直流微电网功率精确分配和母线电压偏差优化控制方法，其特征在于：所述步骤C中引入的自适应增补项为m_ii_DGi，通过计算分布式电源DG实际输出功率偏差为零计算出m_i的值，其中，m_i为自适应虚拟电阻，i_DGi为分布式电源DG输出电流。

5.根据权利要求1所述的一种直流微电网功率精确分配和母线电压偏差优化控制方法，其特征在于：所述步骤D还包括：

步骤D1、将步骤C中求出的分布式电源DG输出电压参考值与实际输出电压值作为电压外环的输入值；

步骤D2、将电压外环的输出值作为电流内环的输入参考值，与分布式电源DG的输出电流作为电流内环的输入值；

步骤D3、将电流内环的输出值经PWM调制得到分布式电源DG的电压控制信号。