第四章对直流微网进行了建模和仿真。搭建了光伏发电系统模型，通过指数变步长扰动观察法MPPT控制策略，使其输出功率能始终保持于最大功率点处[2]。仿真波形表明模型具有很好的MPPT效果。搭建了蓄电池双向DC-DC变换模型，电压电流双闭环控制系统实现对蓄电池充放电控制。搭建了直流微网孤岛运行时的P/V下垂控制模型，使系统具有很好的功率跟踪特性，实现功率的平衡流动。

2  直流微网单元与接口分析

本章先讲解了直流微网的基本组成。

其次介绍了光伏系统、能量存储装置等微源。各DG通过相应接口与直流微网相连：PV系统由Boost 变换接到直流母线[7]; 能量存储装置由 DC/DC 双向换流与直流微网相连，平衡功率，稳定母线电压[2]; 直流母线由 DC/AC 接口实现直流微网的并网运行。

最后对接口部分作出了分析。

2。1  直流微网的结构

微网即由DG、能量存储装置、能量转换装置、负荷组成的小型发配电系统。可并网运行，亦可孤岛运行。

如图2。1所示是直流微网基本组成。

图2。1  直流微网的基本结构

其中，本文采用光伏发电系统，其主要受光照强度S和温度T的影响，输出一个在一定范围内基本恒定的电流，作为BOOST电路的电源。负荷有交流负荷、直流负荷和直连直流负荷等，交流负荷通过直交逆变器、直流负荷通过直直变换器连接到直流母线。能源储存(ES)系统能调节不同的发电机和负载时的功率平衡，满足孤岛运行的要求。外部交流网络通过G-VSC连接到直流网络。

2。2  直流微网的接入微源

直流微网微源主要来源于可再生能源，交流发电的有风力发电机组，直流发电的有光伏系统和能量存储系统。不同的微源各有其特点，发挥着不同的作用。

2。2。1  光伏发电系统

按照同大电网的连接不同，光伏系统有独立系统与并网系统。

2。2。1。1  独立光伏发电系统

独立系统不和大电网连接，孤立运行。由于PV只有白天发电，而负荷却全天都有，所以在独立PV系统中，必须要有储能元件。白天，系统将光能转化成电能，蓄电池将能量存储起来，晚上再把储存的能量释放出来供负荷使用。

2。2。1。2  并网光伏发电系统

并网系统比独立系统多并网逆变器，无能量存储装置，由逆变器直接把能量送到大电网。并网光伏系统比独立系统少了储能装置充放电过程，缩小了过程中能量消耗，节约空间、降低成本。

逆变器是并网系统中的关键，它主要由电力电子开关器件接电感电容而成，所需电量以脉宽调制形式形成，并向电网馈电[8]。

2。2。2  储能装置

直流微网中，PV系统功率会被光强和温度影响，再加上负载所需功率变化，整体功率流波动性很大。而直流母线电压会因为功率变化而变化，对负荷会造成很大影响。而储能装置就可以解决这个问题。当PV或风电等微源的输出总功率大于负载所需，就可以储存在蓄电池中；当小于负载所需时，又可将电能馈送出来，实现功率平衡，以保证直流母线电压的稳定[9]。

在正常情况下, 储能装置只是在待机或充电/放电模式,充电或放电电流命令可以由系统操作员或电池管理系统给出，以确保最优性能。然而, 在异常条件下，(如：交流电网故障或孤岛效应), G-VSC直流电压控制的能力可能会受严重影响或完全消失。因此, 储能装置需要在这些条件下提供必要的直流电压监管。

2。3  微源接口电路分析

不同的微源通过不同的接口与直流网络相连。