基于小信号建模的微电网下垂控制稳定性分析_王文帝_徐青山_丁茂生_等

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1、第３１卷第３期现代电力Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．３２０１４年６月ＭｏｄｅｒｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＪｕｎｅ２０１４文章编号：１００７－２３２２（２０１４）０３－００１７－０５文献标志码：Ａ中图分类号：ＴＭ７１２基于小信号建模的微电网下垂控制稳定性分析王文帝１，徐青山１，丁茂生２，李强３，辛建波４，许庆强３（１．东南大学电气工程学院，江苏南京２１００９６；２．国网宁夏电力公司，宁夏银川７５０００１；３．国网江苏省电力公司，江苏南京２１００２４；４．江西省电力科学研究院，江西南昌３３００９６）ＳｔａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＤｒｏｏｐＣｏｎｔｒｏｌｏｆＭｉｃｒｏｇｒｉｄＢａｓｅ

2、ｄｏｎＳｍａｌｌ－ｓｉｇｎａｌＭｏｄｅｌ１，ＸＵＱｉｎｇｓｈａｎ１，ＤＩＮＧＭａｏｓｈｅｎｇ２，ＬＩＱｉａｎｇ３，ＸＩＮＪｉａｎｂｏ４，ＸＵＱｉｎｇｑｉａｎｇ３ＷＡＮＧＷｅｎｄｉ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＮｉｎｇｘｉａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｙｉｎｃｈｕａｎ７５０００１，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＪｉａｎｇｓｕＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏｍｐａｎｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００２４，Ｃｈｉｎａ；４．ＪｉａｎｇｘｉＥ

3、ｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｃｈａｎｇ３３００９６，Ｃｈｉｎａ）摘要：微电网的系统参数的设计对系统的稳定性和动态特ｍｏｄｅｌｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｄｙ－性有着十分重要的作用。为了研究系统参数对下垂控制稳定ｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅａｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ性和动态特性的影响，本文提出基于小信号建模的微电网下ｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｄｅｓｉｇｎｉｎｇｓｙｓｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．垂控制稳定性分析方法。该方法对微电网某个稳态工作点进Ｋｅｙｗ

4、ｏｒｄｓ：ｍｉｃｒｏｇｒｉｄ；ｄｒｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ；ｓｍａｌｌ－ｓｉｇｎａｌｍｏｄｅｌ；行小信号建模，采用根轨迹方法对建立的微电网下垂控制小ｒｏｏｔｌｏｃｕｓ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ信号模型进行分析。通过绘出各系统参数（如线路阻抗值、有功下垂系数、无功下垂系数、滤波时间常数等）不同取值时的特征根位置，来判断其值对系统稳定性的影响，最终确０引言定出参数的范围。分析结果表明，模型设计出的系统参数能近几年随着微电网的快速发展，微电网控制成够满足稳定性与动态响应方面的要求，可以为设计系统参数提供参考。为了研究热点。目前系统级的控制方法有集中式控［１］［２－３］［４］制、主从式控制、多

5、代理技术控制和下垂关键词：微电网；下垂控制；小信号模型；根轨迹；稳定性［５－９］控制。其中下垂控制和其他几种控制方法相比Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｙｓｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓｐｌａｙａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅ有着显著的优势。首先，下垂控制可以完全不使用ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｍｉｃｒｏｇｒｉｄ．Ｔｈｅ通信系统，提高了系统的可靠性。其次，在不考虑ｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓｏｆｄｒｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｈｅｍｉｃｒｏｇｒｉｄｉｓｐｒｏ－ｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｓｍａｌｌ－ｓｉｇｎａｌｍｏｄｅｌｔｏｓｔｕ

6、ｄｙｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｆｓｙｓ－容量不足的情况下，除非所有分布式电源都发生故ｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｏｆｍｉｃｒｏｇｒｉｄｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｄｙｎａｍｉｃ障，否则任何逆变器发生故障都不会影响系统的正ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｒｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｂｙｕｓｉｎｇｏｆ常运行。因此使用下垂控制的微电网都能够保证很ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｓｍａｌｌ－ｓｉｇｎａｌｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ高的供电可靠性。另外，下垂控制方法不仅适用于ａｔｔｈｅｐｏｉｎｔｏｆｔｈｅｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅ，ｔｈｅｓｍａｌｌ－ｓｉ

7、ｇｎａｌｍｏｄｅｌｏｆ独立运行模式，还适用于并网运行模式，并且在两ｄｒｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｂｕｉｌｔｂｙｒｏｏｔｌｏｃｕｓｍｅｔｈｏｄｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．种模式切换时无需改变控制方法，因此能够保证切Ｔｈｒｏｕｇｈｐｌｏｔｔｉｎｇｔｈｅｌａｔｅｎｔｒｏｏｔｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｅａｃｈｓｙｓｔｅｍｐａ－换过程中的电能质量。ｒａｍｅｔｅｒ（ｓｕｃｈａｓｌｉｎｅｉｍｐｅｄａｎｃｅｖａｌｕｅ，ｄｒｏｏｐｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｏｆ系统良好的稳定性是其可靠运行的前提和保ａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒ，ｆｉｌｔｅｒｔｉｍｅｃ