【摘 要】
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直流微电网具备可靠接纳清洁能源、电动汽车及直流负荷的能力,且不需考虑交流电网中存在的频率和无功的问题,对推进智能电网建设和实现清洁能源转型具有重要意义,成为适应分布式能源发电的主要发展趋势。然而,直流微电网网架结构中所包含的分布式能源、恒功率负荷（Constant Power Load,CPL）会削减系统的稳定裕度,大功率电力电子器件会隔离同步电机的惯性支持,使直流微电网具有弱阻尼和低惯性的特点,
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直流微电网具备可靠接纳清洁能源、电动汽车及直流负荷的能力,且不需考虑交流电网中存在的频率和无功的问题,对推进智能电网建设和实现清洁能源转型具有重要意义,成为适应分布式能源发电的主要发展趋势。然而,直流微电网网架结构中所包含的分布式能源、恒功率负荷（Constant Power Load,CPL）会削减系统的稳定裕度,大功率电力电子器件会隔离同步电机的惯性支持,使直流微电网具有弱阻尼和低惯性的特点,威胁直流微电网的稳定运行。因此本文针对直流微电网的阻尼和惯性进行综合研究,并提出相关优化控制,完成的主要工作如下:（1）建立含光伏、储能以及阻性、恒功率负荷的直流微电网数学模型,探究了各端口及其换流器的工作机理和控制方式,并建立状态空间方程和小信号模型,为后续的阻尼和惯性分析奠定基础。（2）根据李雅普诺夫稳定原理,理论分析了直流微电网的弱阻尼特性。并借鉴有源阻尼控制原理,提出一种应用于储-荷的阻尼状态反馈控制策略,该策略进一步挖掘了直流微电网多端口的控制潜力,通过参与因子分析在保证极点配置准确度的情况下反馈众多的状态变量,合理解决状态变量和反馈端口的匹配问题,为直流微电网提供阻尼支撑。（3）所提出的阻尼状态反馈控制策略可改善系统的阻尼特性,但缺乏惯性支持能力,因此本文借鉴直流电机的数学模型,提出一种应用于直流微电网的惯性、阻尼综合控制策略,为直流微电网提供惯性、阻尼支撑。同时,基于稳定性和阶跃响应分析结果,改进所提出的控制策略,在储能侧对系统提供惯性支持,在负荷侧对系统施加阻尼控制,为系统母线提供足够的动态支撑。在此基础上,设计负荷侧惯性灵敏度控制环节,提升惯性支持的灵活可控能力,从而综合改善系统的惯性、阻尼特性。（4）在MATLAB/Simulink软件中搭建直流微电网仿真平台,对所提出的控制进行仿真验证,仿真结果表明所提控制策略能够有效改善直流微电网抑制电压振荡和突变的能力,保障系统的安全稳定运行。
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