含类虚拟同步发电机和柔性负荷的直流微电网大信号稳定控制方法

作     者：王慧 赵书强 陈旭博 孟建辉 田艳军 高本锋 Wang Hui;Zhao Shuqiang;Chen Xubo;Meng Jianhui;Tian Yanjun;Gao Benfeng

作者机构：华北电力大学河北省分布式储能与微网重点实验室保定071003 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2025年第40卷第3期

页      面：705-716页

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51807064) 

主　　题：直流微电网 大信号稳定 吸引域估计 类虚拟同步发电机 柔性负荷 

摘      要：直流微电网稳态工作点切换、负荷变化较大时经常会出现暂态失稳现象,属于比较典型的“大信号失稳工况,传统基于小信号的解决方法难以应对。为此,该文提出一种考虑类虚拟同步发电机(AVSG)控制参数和柔性负荷灵活调节的稳定控制方法。首先建立直流微电网的Takagi-Sugeno(TS)模糊模型。然后,借助线性矩阵不等式(LMI)工具构建Lyapunov函数以估计目标稳态点的吸引域。若目标稳态点的最大估计吸引域(LEDA)包含初始稳态点,则系统是渐近稳定的;否则存在失稳的风险。此时,利用灵活可调的虚拟阻尼、虚拟惯量和柔性负荷等资源,让目标稳态点的LEDA直接或者间接包含初始稳态点,从而消除振荡失稳的风险。研究结果表明:基于吸引域理论改进虚拟阻尼和虚拟惯量等控制参数以及工作点运行轨迹,是一种实用且有效保障系统稳定运行的方法。最后,通过硬件在环仿真(HIL)进行了验证。