直流微电网集群大信号稳定的Lyapunov直接控制方法

摘要

针对高渗透率分布式能源与高比例电力电子设备接入引发的直流微电网集群大信号稳定性问题，提出一种基于Lyapunov直接法的大信号稳定性控制方法。首先建立含恒功率负载的直流微电网状态空间模型，构造满足全局渐近稳定条件的Lyapunov能量函数，并推导出孤岛运行模式的控制规律；在此基础上，将所提控制策略拓展至直流微电网集群系统模型，通过理论分析证明联络线动态对Lyapunov函数导数具有负贡献特性，揭示出集群系统仅需构建反馈控制即可维持稳定运行，无需修改原有孤岛控制策略；最后基于dSPACE硬件在环实验平台对所提方法进行验证。结果表明：在恒功率负载阶跃变化(0.6 kW→1.2 kW)、母线电压突变(200 V→220 V)及储能系统输入电压跳变(100 V→150 V)等多种大扰动工况下，所提方法均能确保直流微电网集群稳定运行，并表现出良好的动态响应性能。本研究为微电网及其互联系统的大信号稳定控制提供了一种结构简洁、具有启发意义的设计思路。

关键词

直流微电网 / 微电网集群 / Lyapunov直接法 / 稳定性控制 / 大信号稳定性