3。3  直流微网能量控制

微网并网运行时，各DG发出指定的P、Q，负荷变化由大电网平衡，系统电压、频率也由大电网来维持稳定。微网变为孤岛运行后，失去了大电网支撑，系统电压、频率需要由微网自身维持稳定[40]。

在孤岛模式下，微网V/f控制方法主要有：主从控制、对等控制和多代理技术等。主从控制是孤岛运行时，微网中一个DG作为主控制源，采用恒压恒频控制，维持系统电压、频率稳定。其他DG发出指定的有功、无功功率。系统负荷变化由主控制源来进行调节。但这种方法对主控要求较高，其容量须大且可靠。若主控发生故障，整个微网系统就会崩溃[40]。

而对等控制中，微网中各DG平等，无主从之分，共同完成分配其中负荷的工作。下垂控制就是其中的一种。下垂控制的本质，是由逆变器发出的P、Q得到f和V参考值[20]。本文建立了由光伏发电系统、储能装置、BOOST电路、双向DC/DC变换电路、逆变电路、LC滤波组成的直流微网孤岛运行主电路，采用基于下垂控制的对等控制方法。

3。3。1  下垂法

微网可以等效为如图3。5的含有微源的简化模型。

图3。5  微网功率传输示意图

图3。6  微网功率传输各向量关系图

根据图3。6可列写出复功率表达式为：

所以有：

低压微网中，R>>X，为了简化计算，忽略掉电抗X，则线路传输阻抗Z近似为R，阻抗角为0 。线路呈现阻性负载。假设功角很小， 和就可以分别近似为δ和1。则线路输出有功、无功功率分别可以化简为：

根据上面的两个式子，可以得出：低压微网中，P的值主要取决于逆变电压U，Q的值取决于功角。

把传统发电机下垂特性引入微网，即为电压频率P/f下垂控制。来:自[优E尔L论W文W网www.youerw.com +QQ752018766-

P/f下垂法的原理为：由下垂特性得到逆变模块Uo幅值和频率命令，再根据逆变模块的Po反向调整输出电压幅值和频率，实现系统P、Q合理分配。

本文利用微网在低压运行下线路输出成阻性，引入有功功率-电压、无功功率-频率的倒下垂特性。基本原理如图3。7。

a) 无功功率-频率的倒下垂特性

b) 有功功率-电压的倒下垂特性

图3。7  倒下垂控制原理曲线

逆变单元输出电压幅值、频率表达式为：

                             (3-11)

                                (3-12)

其中，a, b分别为有功功率和无功功率的下垂系数。其表达式分别为：

                               (3-13)

                               (3-14)

式中    --电压下降时，微源允许输出的最大功率

      --微源额定功率

      --微源输出额定功率时的电压

    --允许最小电压

    --微源频率为时输出的无功功率

    --微源允许最大频率

      --微网额定功率

由上面的推导，可得到功率控制的结构框图，如图3。8。 其中，P应满足 ，Q应满足 。通过有功功率和无功功率计算出逆变单元输出电压的幅值和相角，再经三相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换，最终得到Udref和Uqref, 作为电压电流双环控制环节输入参考电压。