近年來，隨著不可再生能源的逐漸減少和環(huán)境污染問題的逐步加劇，以光伏、風電等清潔能源為代表的新能源發(fā)電方式因其具備可再生特性，有助于推進節(jié)能減排和實現能源可持續(xù)發(fā)展，使含可再生能源的微電網技術成為人們研究的熱點。

微電網按其母線電壓性質可被分為交流微電網、直流微電網和交直流混合微電網。相比于交流微電網，直流微電網不存在諧波抑制、無功分布優(yōu)化等問題，而且直流微電網能夠更加高效可靠地接納分布式直流發(fā)電系統(tǒng)（光伏、燃料電池等）以及其他直流負載。

在直流微電網系統(tǒng)中，各分布式電源和負載必須通過DC-DC變換器接入各個電壓等級的直流母線。對于直流微電網而言，能否實現各分布式電源之間負荷功率的合理分配以及穩(wěn)定的直流母線電壓是衡量整個系統(tǒng)供電質量的重要依據。因此，能夠準確分配負荷功率，同時穩(wěn)定直流母線電壓的并聯變換器控制策略，對于直流微電網的穩(wěn)定運行顯得至關重要。

可將直流微電網中并聯變換器的控制策略主要分為集中式控制和分布式控制兩種。集中式控制由頂層的中央控制器發(fā)出各變換器輸出指令值，經由通信線路送達底層各變換器控制器，從而實現控制器對各變換器輸出進行實時調節(jié)。這種采用集中式控制的微電網系統(tǒng)的穩(wěn)定性依賴于各模塊之間的通信鏈路，一般更適用于較大容量的直流微電網。

分布式控制則是在系統(tǒng)的每個單元中都有獨立的本地控制器，各單元控制器基于本地信息完成自身的控制目標，無需依賴通信技術即可實現功率分配和電壓調整，這種控制模式更適用于容量較小的直流微電網。下垂控制作為分布式控制的典型控制策略，因其結構簡單、即插即用的特點成為了科研人員研究的熱點。在傳統(tǒng)的U-I下垂控制中，由于線路阻抗的存在，當下垂系數取值較小時，母線電壓偏差也較小，但電流分配精度低，使得功率分配誤差大，反之亦然，因此傳統(tǒng)下垂控制存在著電壓偏差和電流分配精度之間的矛盾。

為了解決這兩個問題，文獻[8]采用動態(tài)虛擬電阻的改進控制，使得下垂系數能夠自適應調整取值，減小了線路電壓降落。文獻[9]中提出的改進下垂控制利用了模糊算法對下垂曲線進行調整，其中，下垂系數根據各單元的輸出功率來調整，模糊控制用于獲取母線電壓參考值。該方法可以實現母線電壓調整、功率分配調節(jié)的目標。

本文首先分析了傳統(tǒng)下垂控制策略的弊端，然后根據分析結果得到了可變下垂系數并提出電壓偏移補償控制和電流分配補償控制方法，使得控制具備較好的均流效果和較小的電壓降落。最后，通過仿真結果驗證了該方法的可行性與可靠性。

圖3 直流變換器下垂控制結構圖

圖4 改進下垂控制系統(tǒng)框圖

結論

本文對直流微電網中兩分布式電源并聯運行存在的電壓降落和負荷功率分配問題進行了分析，所提出的電壓偏移補償控制和電流分配補償控制根據各微源側直流變換器輸出電壓和電流信息計算得出補償電壓和下垂補償系數，優(yōu)化了控制系統(tǒng)中下垂曲線的構造，從而有效抑制了傳統(tǒng)下垂控制策略引起的電壓降落較大和功率分配精度較低的缺陷。最后基于Matlab仿真驗證了所提改進方法的優(yōu)越性，對中小容量的直流微電網控制系統(tǒng)的設計具有指導意義。