下垂特性控制是对系统中每个供电电源都进行下垂特性控制,可以在电源电压最小限度偏离参考电压的情况下实现电源按额定功率比例分配给负载。但实际的直流分布式发电系统应用中不能实现电源的这种调度,要优先消耗可再生能源。
图4-4 直流母线π形等效电路
如图4-4所示为直流母线模型。直流母线的等效电容分解为两部分,分别等效到模型的始端和末端,其中Cs为等效到始端的线路电容,Cr为变换器电容和等效到末端的线路电容之和。
直流分布式发电系统倾斜控制结构如图4-5所示。基本工作原理是:测得的直流母线电压Us(s)经过低通滤波器,与参考电压Uref(s)比较后,将误差送给比例调节器K,产生的信号Is,ref(s)与电流前馈环节Pref,ext(s)/Us(s)决定的电流信号Iref,ext(s)相加,共同作为电流参考信号,与反馈的电流信号比较送给电流控制器进行电流调节。其中,低通滤波器是为了减小交流侧负序电流和直流侧电压控制之间的相互影响,并有利于控制器的极点配置。
图4-5 直流分布式发电系统倾斜控制结构
当不考虑线路电感和电阻,并将图4-5中始末端电容合并,可得参考电压和实际电压之间的闭环传递函数为
对于两个变换器组成的系统(一个作为电源,一个作为负载),电源变换器直流侧电压为
式中,Ir(s)为接收端变换器的电流。
因此稳态时的倾斜阻抗为(www.xing528.com)
Rdroop=1/K (4-3)
根据式(4-2)和式(4-3)可得电压控制器的静态特性曲线如图4-6所示。
由式(4-1)中的闭环传递函数的特征多项式可得
式中,ζn为固有阻尼比。
因此有
由上式可推出每个变换器(电源和负载)的直流总线电容计算公式为
图4-6 电压控制器的静态特性曲线
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