带恒功率负载的交直流混合微电网系统大信号稳定性分析

摘要

在交直流混合微电网系统中,绝大部分负载都是通过电力电子变换器与微网母线连接,闭环控制的电力电子变换装置可视为恒功率负载,具有负阻抗特性,在扰动情况下,会影响系统稳定性,甚至导致整个系统无法正常工作。该文考虑恒功率负载动态性能,在储能单元充、放电模式下应用混合势函数理论对并网交直流混合微电网系统进行大信号稳定性分析。首先,将整个系统等效为dq旋转坐标系下的直流系统。接着分别建立储能单元充、放电的混合势函数模型,进行稳定性分析,得出系统大信号稳定性判据。所得到的大信号稳定性判据给出了直流侧稳压电容、交流侧滤波电感、互联变流器电流内环控制参数kip、电压外环控制参数kvp与系统能带恒功率负载功率最大值的关系。对比可知,当储能单元由充电变为放电时,交直流混合微电网系统能带恒功率负载的功率最大值显著增加。最后,应用Matlab软件搭建交直流混合微电网系统仿真模型,仿真结果表明,所提判据能够保证交直流混合微电网系统大扰动下的稳定性。