彭 克，王 琳，李喜東，劉發(fā)英，張 浩，賈善翔

（山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院，山東省淄博市 255000）

0 引言

隨著光伏、電動(dòng)汽車等直流設(shè)備的大規(guī)模接入，傳統(tǒng)交流配電系統(tǒng)正面臨著電源類型多樣化、負(fù)荷需求多元化、變換環(huán)節(jié)多級(jí)化等一系列復(fù)雜問題［1-2］。直流配電系統(tǒng)以其獨(dú)特的優(yōu)勢得以快速發(fā)展，但也面臨著諸多挑戰(zhàn)［3-4］，尤其諸多電力電子設(shè)備的接入導(dǎo)致系統(tǒng)呈現(xiàn)弱阻尼特性，易發(fā)生振蕩。

現(xiàn)階段，國內(nèi)外眾多學(xué)者從不同方面對直流配電系統(tǒng)頻率振蕩特性的影響因素展開了深入的研究，尤其高頻振蕩現(xiàn)象已引起諸多關(guān)注。文獻(xiàn)［5］指出直流配電系統(tǒng)的電網(wǎng)諧波不平衡引發(fā)的高頻紋波和并聯(lián)在母線上多個(gè)變換器之間的交互作用導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定而產(chǎn)生高頻振蕩。文獻(xiàn)［6］研究發(fā)現(xiàn)，采用直流電壓下垂控制策略的電壓源型換流器（VSC）輸出阻抗呈現(xiàn)負(fù)阻性，與線路阻抗及恒功率負(fù)荷相互作用，引發(fā)直流系統(tǒng)高頻振蕩。文獻(xiàn)［7］指出，柔性直流配電系統(tǒng)互聯(lián)裝置存在多個(gè)時(shí)間尺度的控制環(huán)節(jié)，這些控制環(huán)節(jié)容易與交/直流線路和負(fù)荷等設(shè)備構(gòu)成不同時(shí)間尺度的振蕩。文獻(xiàn)［8］針對在交/直流混合配電網(wǎng)中存在具有負(fù)動(dòng)態(tài)阻抗的負(fù)荷引發(fā)高頻振蕩的問題，提出了一種分布式有源振蕩抑制方法。文獻(xiàn)［9］分析了VSC與直流系統(tǒng)單元的不良交互機(jī)制，發(fā)現(xiàn)VSC穩(wěn)態(tài)功率點(diǎn)變化導(dǎo)致電壓控制環(huán)節(jié)易引發(fā)高頻振蕩現(xiàn)象，提出了一種可分段調(diào)節(jié)系數(shù)的改進(jìn)型有源阻尼控制器。文獻(xiàn)［10］指出，線路等效阻抗與換流器穩(wěn)壓電容共同構(gòu)成具有低阻尼特性的LC環(huán)節(jié)，易引發(fā)直流微電網(wǎng)的高頻振蕩，影響系統(tǒng)穩(wěn)定性；基于阻抗匹配準(zhǔn)則，提出一種計(jì)及低通濾波器的有源阻尼抑制方法，通過改變換流器的等效輸出阻抗，使主導(dǎo)特征根向s域平面左移。文獻(xiàn)［11］指出多機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)的阻抗耦合愈發(fā)嚴(yán)重，易引發(fā)高頻振蕩，從而使系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，通過在換流器輸出阻抗增加串聯(lián)和并聯(lián)2個(gè)虛擬阻抗，提出多機(jī)并聯(lián)的兩帶阻濾波器高頻振蕩抑制方法，增強(qiáng)系統(tǒng)的整體阻尼。為了分析含多VSC的高頻振蕩特性，文獻(xiàn)［12］定量分析了控制系統(tǒng)的延時(shí)特性對于傳統(tǒng)虛擬阻抗方法的影響，并進(jìn)一步解釋了虛擬阻抗在高頻段易產(chǎn)生振蕩的機(jī)理，提出一種虛擬阻抗相角補(bǔ)償?shù)母哳l振蕩抑制方法，并通過根軌跡求得補(bǔ)償函數(shù)的取值范圍。

雖然目前針對高頻振蕩已有部分研究，但關(guān)于直流配電線路參數(shù)對系統(tǒng)頻率振蕩影響的研究較少。針對這一問題，本文對換流器控制系統(tǒng)、直流配電線路和恒功率負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)建模，通過頻域方法分析了下垂控制參數(shù)以及直流線路參數(shù)變化對高頻振蕩頻率的影響，提出適應(yīng)于高頻段的控制器設(shè)計(jì)方法，最后通過仿真驗(yàn)證了理論分析的正確性以及所提方法的有效性。

1 直流配電系統(tǒng)頻域模型

1.1 直流配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

直流配電系統(tǒng)按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為單端、雙端和多端供電方式，本文將采用基于功率-電壓下垂控制策略的單端輻射狀供電結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。直流配電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如附錄A圖A1所示。

1.2 VSC控制系統(tǒng)模型

換流器交流側(cè)電流可分解為id和iq兩個(gè)獨(dú)立分量，有 功 功 率P與id有 關(guān)，無 功 功 率Q與iq相關(guān)［13-14］，即

式中：Ud為換流器網(wǎng)側(cè)交流電壓的d軸分量；id和iq分別為網(wǎng)側(cè)交流電流的d、q軸分量。

VSC的外環(huán)輸出控制方式可以分為有功功率類控制和無功功率類控制兩種［15-16］，而頻率振蕩是有功功率控制過程中的小擾動(dòng)問題［17］，因此，本文采用典型的有功功率控制方式進(jìn)行分析。解耦后的有功功率控制器框圖如附錄A圖A2所示。圖A2中，Pref為有功功率參考值，k為下垂系數(shù)，ΔUdc為直流電壓的偏移量，T1和T3為時(shí)間常數(shù)，T2為外環(huán)積分時(shí)間常數(shù)，kp為外環(huán)比例增益，G0（s）為換流器采樣環(huán)節(jié)，G1（s）為換流器電壓外環(huán)比例-積分（PI）控制環(huán)節(jié)，G2（s）為簡化的電流內(nèi)環(huán)［10，18］。由圖A2可得到有功功率控制器中有功功率P對直流電壓偏移量ΔUdc的傳遞函數(shù)，體現(xiàn)了系統(tǒng)的虛擬慣量特性，傳遞函數(shù)為：

1.3 直流線路及直流負(fù)荷模型

直流線路是直流配電網(wǎng)區(qū)別于微電網(wǎng)的主要特征，因此本文將考慮直流配電線路對系統(tǒng)振蕩頻率的影響。此外，在直流配電系統(tǒng)中，大多數(shù)直流負(fù)荷、分布式電源和電力電子器件端口都具有恒功率特性，在對穩(wěn)定工作點(diǎn)進(jìn)行線性化后，表現(xiàn)為負(fù)電阻特性，如式（3）所示。

式中：R1為恒功率負(fù)荷等效成RC并聯(lián)電路的電阻參數(shù)；Udc為直流母線電壓；PCPL為直流負(fù)荷的額定容量。

DC/DC換流器的端口電容具有穩(wěn)定電壓的作用，因此可以將恒功率負(fù)荷模型等效為RC并聯(lián)電路［19-20］，等效模型如附錄A圖A3所示。其中，C1為恒功率負(fù)荷等效成RC并聯(lián)電路的電容參數(shù)，Rline和Lline、Cline分別為直流線路等效電阻、電感、電容；，Ll為線路長度，r、l分別為單位長度等效電阻、電感，有

根據(jù)附錄A圖A3所示的等值電路，求解傳遞函數(shù)為：

1.4 直流配電系統(tǒng)頻域降階建模

將下垂控制系統(tǒng)模型、直流負(fù)荷與直流線路的等值電路模型相串聯(lián)，得到系統(tǒng)的整體傳遞函數(shù)如附錄A式（A1）所示。

考慮控制系統(tǒng)具有較快的電氣量跟隨特性，可按照典型的Ⅰ型系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制器，即將外環(huán)PI調(diào)節(jié)器零點(diǎn)抵消電流內(nèi)環(huán)控制器極點(diǎn)［18］?？蛇x取T2=T3后對系統(tǒng)的下垂控制環(huán)節(jié)進(jìn)行降階處理，得到系統(tǒng)整體傳遞函數(shù)為：

其中，

根據(jù)下垂控制環(huán)節(jié)降階后的傳遞函數(shù)式（6）和原始系統(tǒng)傳遞函數(shù)式（A1）所繪制的波特圖如附錄A圖A4所示。由圖A4可知，下垂控制環(huán)節(jié)降階前后，系統(tǒng)的高頻振蕩頻率曲線基本保持一致，因此，可通過降階系統(tǒng)模型對頻率振蕩特性進(jìn)行分析。

2 頻率振蕩特性分析

由式（6）可知，傳遞函數(shù)Ctf，1(s)不存在零點(diǎn)或者在無窮遠(yuǎn)處存在零點(diǎn)。式（6）極點(diǎn)所對應(yīng)的特征方程為：

進(jìn)一步化簡為：

分別令式（8）等號(hào)左側(cè)兩項(xiàng)為0，求解特征方程的零點(diǎn)，即開環(huán)傳遞函數(shù)的極點(diǎn)。當(dāng)式（9）被設(shè)計(jì)成欠阻尼二階系統(tǒng)時(shí)（阻尼小于1且大于0），系統(tǒng)自然振蕩頻率ωn，1和阻尼ξ1如式（10）所示。

由式（10）可知，自然振蕩頻率及阻尼比的大小均與采樣環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)T1、外環(huán)積分時(shí)間常數(shù)T2、外環(huán)比例增益kp和下垂系數(shù)k有關(guān)。

同理，當(dāng)式（11）被設(shè)計(jì)成欠阻尼二階系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)自然振蕩頻率ωn，2和阻尼ξ2如式（12）所示。

由式（12）可知，自然振蕩頻率ωn，2和阻尼比ξ2的大小均與線路參數(shù)Lline和Rline的大小以及恒功率負(fù)荷等效成RC并聯(lián)電路的等效參數(shù)R1和C1的大小有關(guān)。

2.1 控制系統(tǒng)參數(shù)變化

根據(jù)自然振蕩頻率ωn，1可知，下垂控制環(huán)節(jié)振蕩頻率的影響因素為電壓外環(huán)PI系數(shù)以及下垂系數(shù)k，且與kp及k的大小成正比。電壓外環(huán)比例增益kp及下垂系數(shù)k變化時(shí)所對應(yīng)的振蕩頻率波特圖分別如圖1和附錄A圖A5所示，振蕩頻率與計(jì)算頻率對比情況如附錄B表B1和表B2所示。

如圖1和附錄A圖A5及附錄B表B1和表B2所示，隨著kp及k的增加，振蕩頻率增大，與理論分析結(jié)果一致，驗(yàn)證了理論分析的正確性。

圖1 變電壓外環(huán)增益頻率振蕩曲線Fig.1 Frequency oscillation curve with variable voltage outer loop gains

2.2 直流線路參數(shù)變化

1）電阻參數(shù)對高頻振蕩的影響

根據(jù)換流器直流側(cè)系統(tǒng)自然振蕩頻率ωn，2可知，振蕩頻率的大小與直流線路參數(shù)Rline變化成正相關(guān)，與參數(shù)Lline變化成反比。在分析直流線路電阻值變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響時(shí)，直流線路電感值保持不變。假設(shè)單位線路長度電阻值為0.05Ω/km，分別選取線路長度為3、6、9 km，相應(yīng)電阻值Rline分別為0.15、0.3、0.45Ω，改變線路電阻參數(shù)所對應(yīng)的頻率振蕩曲線如附錄A圖A6所示，振蕩頻率與計(jì)算頻率對比情況如附錄B表B3所示。由圖A6及表B3可知，增大線路Rline參數(shù)會(huì)提升系統(tǒng)阻尼、減小振蕩頻率的幅值且對振蕩頻率變化影響較小。

2）電感參數(shù)對高頻振蕩的影響

同理，在分析直流線路電感值變化對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響時(shí)，直流線路電阻值保持不變。假設(shè)單位線路長度電感值為0.1 mH/km，分別選取線路長度為3、6、9 km，相應(yīng)電阻值Lline分別為0.3、0.6、0.9 mH，改變線路電感參數(shù)所對應(yīng)的頻率振蕩曲線如附錄A圖A7所示，振蕩頻率與計(jì)算頻率對比情況如附錄B表B4所示。由圖A7及表B4可知，增大線路參數(shù)Lline，振蕩頻率降低。

2.3 直流負(fù)荷變化

對直流配電系統(tǒng)中直流負(fù)荷的接入數(shù)量進(jìn)行分析如附錄A圖A8所示，振蕩頻率與計(jì)算頻率對比如附錄B表B5所示。由圖A8和表B5可知，直流負(fù)荷接入數(shù)量會(huì)對系統(tǒng)振蕩頻率產(chǎn)生影響，隨著恒功率直流負(fù)荷的增加，振蕩頻率向更低的頻段移動(dòng)。

3 高頻控制器設(shè)計(jì)

3.1 串聯(lián)系統(tǒng)頻率振蕩特性分析

當(dāng)n個(gè)線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)串聯(lián)時(shí)，其等效系統(tǒng)傳遞函數(shù)等于串聯(lián)系統(tǒng)中n個(gè)傳遞函數(shù)的乘積，即：

圖3為活性炭基脫氯劑AC-101和CT-01I粉末的XRD圖。分析可知，在AC-101和CT-01I中均檢測到了活性炭及CuO物相的存在，但并沒有檢測到Na2O的存在。即便如此，活性炭載體上存在的NaOH也可用來脫氯。此外，SEM的元素分析表明，該脫氯劑中w(Cu)=5.10%，w(Na)=3.96%，與對照組脫氯劑活性組分的含量相近。

或者

式中：z1，z2，…，zm為串聯(lián)系統(tǒng)的零點(diǎn)；λ1，λ2，…，λn為串聯(lián)系統(tǒng)的極點(diǎn)。由傳遞函數(shù)的串聯(lián)特性以及式（14）可知，n個(gè)獨(dú)立線性系統(tǒng)傳遞函數(shù)零、極點(diǎn)共同構(gòu)成串聯(lián)系統(tǒng)傳遞函數(shù)的零、極點(diǎn)，串聯(lián)的各個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)間的零、極點(diǎn)分布不會(huì)相互影響。由于系統(tǒng)的頻率動(dòng)態(tài)特性受傳遞函數(shù)零點(diǎn)和極點(diǎn)分布的影響，故系統(tǒng)整體的頻率動(dòng)態(tài)特性等于各個(gè)獨(dú)立傳遞函數(shù)頻率特性的疊加。

因此，鑒于下垂控制環(huán)節(jié)、直流側(cè)線路與負(fù)荷等均可導(dǎo)致高頻振蕩現(xiàn)象，本文針對這2個(gè)環(huán)節(jié)提出適應(yīng)于不同頻率振蕩特性的控制器設(shè)計(jì)方法。

3.2 考慮下垂環(huán)節(jié)影響的高頻控制器

為了提高下垂控制系統(tǒng)的阻尼特性，在下垂環(huán)節(jié)的前置環(huán)節(jié)引入前饋控制器，通過反饋直流電流的形式將在控制器的設(shè)計(jì)中考慮直流線路參數(shù)，對下垂控制環(huán)節(jié)的阻尼提供正向支撐，抑制下垂控制器k、kp參數(shù)變化所導(dǎo)致的高頻振蕩問題，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。本文提出的高頻控制器設(shè)計(jì)方法以及VSC的控制框圖如圖2所示。

圖2 高頻控制器原理及VSC控制框圖Fig.2 Block diagram of high-frequency controller principle and VSC control

圖2中：Pref和Qref分別為有功和無功功率參考值；Idc為直流電流；Gp（s）和Gi（s）分別為換流器電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)比例-積分控制環(huán)節(jié)；Udc，ref和Udc，0分別為直流電壓的參考值及穩(wěn)態(tài)值；Pmd和Pmq分別為換流器調(diào)制解調(diào)信號(hào)的d、q軸分量；id，ref和iq，ref分別為電壓外環(huán)控制器產(chǎn)生的d、q軸電流信號(hào)參考值。

阻尼補(bǔ)償函數(shù)Gcom（s）表達(dá)式為：

式中：kc為高通濾波器增益；ωc為截止角頻率，由式（15）可知，下垂控制環(huán)節(jié)高頻振蕩控制器由阻性、感性和容性參數(shù)共同組成，當(dāng)系統(tǒng)存在外部擾動(dòng)時(shí)，換流器出力變化引起直流電流Idc相應(yīng)發(fā)生改變。此時(shí)，控制器中阻性參數(shù)提供的阻尼與換流器的出力成正相關(guān)，可以有效抑制系統(tǒng)高頻振蕩。為解決控制器中直流電流穩(wěn)態(tài)分量饋入的問題，采用一階高通濾波器濾除直流電流的穩(wěn)態(tài)分量；控制器中各感性分量存在微分環(huán)節(jié)，即換流器出力發(fā)生變化時(shí)，可以快速響應(yīng)，為系統(tǒng)提供阻尼抑制高頻振蕩。

其中：

3.3 考慮直流線路側(cè)影響的高頻控制器

直流線路是直流配電系統(tǒng)的重要組成部分，但線路電阻、電感參數(shù)增大會(huì)導(dǎo)致阻尼減弱；且恒功率負(fù)荷呈負(fù)電阻特性，隨著負(fù)荷的增加阻尼下降。因此，考慮直流側(cè)線路的影響進(jìn)行高頻控制器的設(shè)計(jì)尤為重要。目前換流器弱阻尼狀況下的虛擬阻抗補(bǔ)償方法主要通過阻容性虛擬阻抗［7，21］或者阻感性虛擬阻抗［22］的方式進(jìn)行補(bǔ)償，使系統(tǒng)保持較大的正阻性，而對于直流線路參數(shù)引發(fā)高頻振蕩的研究較少。因此，為了緩解直流線路及負(fù)荷阻尼減弱引起的直流電壓增幅振蕩，采用改進(jìn)虛擬阻抗的形式，在直流側(cè)等效模型中反向串聯(lián)一個(gè)受直流電流Idc控制的阻尼補(bǔ)償電壓Δudc，如附錄A圖A9所示。如果補(bǔ)償電壓與擾動(dòng)電壓大小相等、相位相反，則可以有效抑制母線電壓的增幅振蕩。Δudc的表達(dá)式為：

式中：Rv為虛擬阻抗。

改進(jìn)虛擬阻抗的控制方式不僅可以增強(qiáng)系統(tǒng)阻尼，還可以避免僅采用虛擬阻抗時(shí)的母線電壓調(diào)節(jié)困難問題［23］。校正后的直流線路及直流負(fù)荷等效模型和控制原理框圖如附錄A圖A9和圖A10所示，傳遞函數(shù)如式（18）所示。

式中：ωc1為一階高通濾波器的截止角頻率。考慮虛擬阻抗后，式（18）所對應(yīng)的阻尼比如式（20）所示。由式（20）可知，引入虛擬阻抗后，阻尼比ζ2，com的分子項(xiàng)呈指數(shù)關(guān)系增長，阻尼增強(qiáng)效果明顯。

本文提出的上述2種控制器共同施加于控制系統(tǒng)時(shí)，可以有效抑制由下垂控制器外環(huán)比例增益、下垂系數(shù)、直流線路參數(shù)以及恒功率負(fù)荷引起的高頻段振蕩。

4 仿真分析與驗(yàn)證

下文將借助MATLAB/Simulink軟件進(jìn)行建模仿真，按附錄A圖A11所示結(jié)構(gòu)搭建了低壓直流配電系統(tǒng)詳細(xì)模型，以單端輻射狀配電結(jié)構(gòu)作為研究對象，對直流配電系統(tǒng)進(jìn)行仿真。控制方式包括施加考慮下垂控制環(huán)節(jié)影響的高頻控制器（簡記為CK）、施加考慮線路側(cè)影響的高頻控制器（簡記為CL）以及兩者共同作用（簡記為CKL），分析不同控制器設(shè)計(jì)方法對系統(tǒng)高頻振蕩特性的影響。系統(tǒng)參數(shù)如附錄B表B6所示。

4.1 CK控制方式分析

施加CK控制方式前后的直流母線電壓波形和頻率振蕩曲線如圖3和附錄A圖A12所示。

圖3 施加CK控制前后電壓波形Fig.3 Voltage waveforms before and after applying CK control

從附錄A圖A12可知，施加CK控制方式后，頻率振蕩曲線的峰值降低。如圖3所示，當(dāng)換流器運(yùn)行于典型下垂控制方式下，在0.6 s時(shí)直流配電系統(tǒng)負(fù)荷擾動(dòng)，負(fù)荷容量變?yōu)樵瓉淼?.2倍，直流母線電壓發(fā)生高頻振蕩，振蕩周期T=4.486 ms（約223 Hz），且為增幅振蕩。采用CK控制方式后，振蕩幅值得到明顯抑制，母線電壓趨于穩(wěn)定。因此，所提CK控制器設(shè)計(jì)方法可以有效增強(qiáng)控制系統(tǒng)阻尼特性，達(dá)到抑制下垂控制環(huán)節(jié)高頻振蕩的效果。

4.2 CL控制方式分析

施加CL控制方式前后換流器直流側(cè)系統(tǒng)的直流母線電壓波形和頻率振蕩曲線如圖4和附錄A圖A13所示。

圖4 施加CL控制前后電壓波形圖Fig.4 Voltage waveforms before and after applying CL control

從附錄A圖A13可知，考慮CL控制器后，換流器直流側(cè)系統(tǒng)的頻率振蕩曲線的峰值降低。如圖4所示，典型下垂控制下的直流系統(tǒng)在0.6 s時(shí)發(fā)生負(fù)荷擾動(dòng)，負(fù)荷容量變?yōu)樵瓉淼?.2倍，引起直流母線電壓高頻增幅振蕩，振蕩周期為3.488 ms（約287 Hz）。采用CL控制方式后，母線電壓增幅振蕩問題得到明顯改善，母線電壓趨于穩(wěn)定。因此，CL控制器的設(shè)計(jì)方法可以有效增強(qiáng)控制系統(tǒng)阻尼特性，高頻振蕩抑制效果較好。

4.3 CKL控制方式分析

4.1和4.2節(jié)分別針對CK和CL控制器設(shè)計(jì)方法進(jìn)行仿真分析，本節(jié)將對兩者共同作用下的直流配電系統(tǒng)頻率振蕩特性進(jìn)行仿真。頻率振蕩曲線如附錄A圖A14所示，CKL控制方式下的直流母線電壓波形如圖5所示。

由圖A14可知，直流配電系統(tǒng)運(yùn)行于CKL控制方式時(shí)，可以增強(qiáng)整個(gè)直流配電系統(tǒng)的阻尼特性，有效抑制下垂控制系統(tǒng)、直流線路和負(fù)荷引起的高頻振蕩。如圖5所示，直流系統(tǒng)運(yùn)行于典型下垂控制方式下，在0.6 s時(shí)發(fā)生負(fù)荷擾動(dòng)，負(fù)荷容量變?yōu)?.2倍，直流母線電壓發(fā)生高頻振蕩，振蕩周期為4.486 ms（約223 Hz），為增幅振蕩。而運(yùn)行于CKL控制方式下，直流電壓振蕩現(xiàn)象得到明顯抑制，母線電壓趨于穩(wěn)定。

圖5 典型下垂控制和CKL控制電壓波形圖Fig.5 Voltage waveforms with typical droop control and CKL control

由圖6可知，運(yùn)行于CKL控制方式下的直流配電系統(tǒng)較CK控制方式時(shí)阻尼特性增強(qiáng)明顯，抑制電壓振蕩效果更好；相較于CL控制方式，運(yùn)行于CKL控制方式下的直流配電系統(tǒng)母線電壓趨于穩(wěn)定的時(shí)間更短，阻尼及動(dòng)態(tài)特性更好。

圖6 CL、CK和CKL控制方式下電壓波形圖Fig.6 Voltage waveforms with CL,CK and CKL control

綜上可知，本文提出的CK和CL高頻控制器均可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)系統(tǒng)阻尼、抑制直流母線電壓振蕩的目的，而且兩者共同作用時(shí)抑制效果最好，仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提設(shè)計(jì)方法的有效性。

5 結(jié)語

本文對典型直流配電系統(tǒng)進(jìn)行頻域建模，從高頻振蕩的角度對直流配電系統(tǒng)進(jìn)行研究。針對系統(tǒng)存在的弱阻尼以及負(fù)阻尼特性，提出了適應(yīng)于高頻段的控制器設(shè)計(jì)方法，有以下結(jié)論。

1）直流配電系統(tǒng)的控制環(huán)節(jié)和物理電路環(huán)節(jié)均會(huì)引起直流電壓的高頻振蕩現(xiàn)象。

2）CK高頻控制器可以有效改善典型下垂控制環(huán)節(jié)引起的弱阻尼等問題。CL高頻控制器可以有效增強(qiáng)直流線路側(cè)系統(tǒng)阻尼特性，且高頻振蕩抑制效果較好。

3）系統(tǒng)運(yùn)行于CKL控制方式下時(shí)，可以抑制控制環(huán)節(jié)與物理電路環(huán)節(jié)引起的高頻振蕩，控制效果優(yōu)于CL與CK控制器。

光伏、儲(chǔ)能等直流型電源接入直流配電系統(tǒng)對系統(tǒng)頻率振蕩特性的影響以及控制優(yōu)化方法有待在后續(xù)工作中進(jìn)一步深入研究。

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