李力，郭佩乾

（1.上海吳涇第二發(fā)電有限責(zé)任公司，上海 200241；2.清華大學(xué)電機(jī)系，北京 100084）

當(dāng)前，分布式能源并網(wǎng)規(guī)模與容量的不斷提升，電力電子設(shè)備滲透率不斷增加，新型電力系統(tǒng)逐漸進(jìn)入電力電子化趨勢(shì)。直流負(fù)荷中心、電動(dòng)汽車以及終端用戶負(fù)荷直流化趨勢(shì)的發(fā)展直接驅(qū)動(dòng)能源傳輸以及應(yīng)用方式的變革。相較于交流配電網(wǎng)，采用電力電子化器件的柔性直流配電網(wǎng)優(yōu)勢(shì)如下：1）相比較于交流配網(wǎng)，直流配網(wǎng)不存在頻率、電壓波動(dòng)以及無功等問題，可有效提高電能質(zhì)量與供電可靠性；2）采用直流配電的輸送能力是交流線路的1.5倍以上，有效提高了輸送能力，緩解了配電走廊與供電容量不足的問題；3）采用直流配電時(shí)，直流負(fù)荷以及分布式直流源可直接并入直流配電網(wǎng)，減少AC/DC轉(zhuǎn)換損耗以及設(shè)備成本；4）交流配電網(wǎng)線路存在電暈損耗，加上自身交流系統(tǒng)的無功損耗，直流配電網(wǎng)的損耗就僅為交流電網(wǎng)的一半甚至以下[1]。因此，直流配電系統(tǒng)由于以上優(yōu)勢(shì)逐漸進(jìn)入研究人員的視線，進(jìn)一步的探索對(duì)未來配網(wǎng)建設(shè)與改造具有重要的意義[2]。

目前，國內(nèi)外已有多個(gè)研究機(jī)構(gòu)和高校對(duì)直流配電網(wǎng)進(jìn)行了研究。其中，2004年東京工業(yè)大學(xué)提出基于微網(wǎng)的直流配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了10 kW的直流配電系統(tǒng)樣機(jī)。同時(shí)，米蘭理工則提出了基于分布式電源的直流配電系統(tǒng)，系統(tǒng)主接線方式則采用真雙極供電系統(tǒng)。弗吉尼亞理工大學(xué)則在2007年提出未來樓宇低壓供電系統(tǒng)，提高了樓宇供電效率。近年來我國也逐步開展了若干直流配網(wǎng)研究，2013年，深圳供電局依托863計(jì)劃，提出基于10 kV電壓等級(jí)的柔性直流配電網(wǎng)典型架構(gòu)以及控制方式，并建立動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證[3-5]。北京市電力公司利用柔性直流輸電技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)配電網(wǎng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)了三端柔性直流環(huán)網(wǎng)互聯(lián)。2016年，北京市海淀北區(qū)開展了能源互聯(lián)微網(wǎng)項(xiàng)目，提出“互聯(lián)互供，雙向流動(dòng)”的能源互聯(lián)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)[6]。2018年9月，國內(nèi)首個(gè)五端柔性直流配電示范工程在貴州大學(xué)新校區(qū)投入試運(yùn)行[7]，為未來直流配網(wǎng)的發(fā)展提供了良好的示范效果。

下垂控制由于其具備控制靈活、擴(kuò)展性強(qiáng)以及對(duì)通訊要求低等優(yōu)點(diǎn)而成為較適合多端柔性直流系統(tǒng)的控制方式。然而，不同于柔性直流輸電系統(tǒng)特點(diǎn)，柔性直流配電網(wǎng)對(duì)電壓要求更高，下垂控制自身存在的直流電壓與功率的相互制約性不完全適用于柔性直流配網(wǎng)，易造成系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)直流電壓誤差。本文依托深圳局承擔(dān)的柔性直流電網(wǎng)計(jì)劃所提出的多端典型直流配網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，對(duì)柔性直流配電網(wǎng)控制技術(shù)進(jìn)行研究，提出一種適用于柔性直流配電網(wǎng)的改進(jìn)下垂控制方法，解決下垂控制中存在的固有缺陷，并基于仿真驗(yàn)證其可行性。

1 控制方式分析

頻率是衡量交流系統(tǒng)功率平衡的重要指標(biāo)，不同于交流配電網(wǎng)，在直流系統(tǒng)中，由于無需考慮無功功率和相位同步等問題，所以直流電壓直接反映了直流系統(tǒng)功率平衡的情況。當(dāng)交流源側(cè)注入直流配網(wǎng)的功率與配網(wǎng)中負(fù)荷不相匹配時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致直流電壓上升或下降；同時(shí)直流電壓還反映系統(tǒng)出現(xiàn)暫態(tài)擾動(dòng)時(shí)的抗擾動(dòng)能力。因此，直流電壓控制能力是評(píng)價(jià)中壓柔性直流配電網(wǎng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一。目前，柔性直流配網(wǎng)控制方式參考柔性高壓直流輸電，主要采用主從控制[8-10]、電壓裕度控制[10-12]以及電壓下垂控制[13-17]。

主從控制利用單一換流站作為功率調(diào)節(jié)站控制直流電壓的平衡，其他換流站采用功率控制模式進(jìn)行功率交互。主從控制模式由于采用單一調(diào)節(jié)站，對(duì)主站壓力較大，同時(shí)需要較為穩(wěn)定且快速的通訊能力[8，18]。電壓裕度控制方式則基于主從模式基礎(chǔ)，當(dāng)主換流站出現(xiàn)故障后或功率超額而造成直流電壓無法恒定時(shí)，另一備用換流站代替主站起到維持電壓恒定的作用。這種方式有效緩解了主從控制對(duì)通訊系統(tǒng)的要求，然而系統(tǒng)端數(shù)過多時(shí)，電壓裕度控制存在的問題則會(huì)制約系統(tǒng)的運(yùn)行。并且，存在后備換流站選取復(fù)雜、系統(tǒng)電壓波動(dòng)較大以及主站與后備主站頻繁切換過程中造成系統(tǒng)振蕩的問題，可靠性較差。

相對(duì)于直流輸電系統(tǒng)，由于直流配網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)眾多、潮流變化復(fù)雜，因此，主從控制與電壓裕度控制這兩種方式適合換流站較少且工況較為簡(jiǎn)單的直流配電系統(tǒng)。

電壓下垂控制則不同于前兩種，采用直流電壓與直流功率間的斜率關(guān)系實(shí)現(xiàn)多個(gè)換流站承擔(dān)直流電壓控制的目的，即控制換流器的端電壓隨功率的變化呈現(xiàn)下垂特性構(gòu)成了穩(wěn)定的負(fù)反饋系統(tǒng)。當(dāng)電壓升高時(shí)，換流器輸出的功率相應(yīng)的減少；電壓降低時(shí)，換流器輸出的功率相應(yīng)的增加，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。特別是當(dāng)系統(tǒng)中負(fù)荷發(fā)生變化或新能源出力波動(dòng)時(shí)，各端換流站同時(shí)參與系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)，有效減少調(diào)節(jié)主流站所承擔(dān)的壓力。同時(shí)，由于該系統(tǒng)控制采用本地控制器，無需上層通訊，非常適合于多端互聯(lián)系統(tǒng)。

2 傳統(tǒng)下垂控制分析

傳統(tǒng)下垂控制采用定直流電壓控制與定有功功率控制相結(jié)合，以三個(gè)換流站為例，穩(wěn)態(tài)時(shí)直流電壓Udc與有功功率P之間關(guān)系和外環(huán)控制器框圖如圖1和圖2所示。

圖1 下垂特性曲線Fig.1 Characteristic curves of droop control

圖2 下垂外環(huán)控制器Fig.2 Outer-loop controller of droop control

圖1中，電源換流器輸出功率到系統(tǒng)，負(fù)荷換流器則從系統(tǒng)吸收功率，即圖1中P1ref＜0，P2,3ref＞0。同時(shí)，注入系統(tǒng)有功功率與有功功率吸收處于平衡關(guān)系，即 |P1ref|=P2ref+P3ref。

因此，根據(jù)圖2外環(huán)控制器可得出直流電壓與有功功率之間的關(guān)系如下式：

式中：Udcref為換流站直流電壓參考值；Udc為換流站當(dāng)前直流電壓值；Pref為換流站有功功率參考值；P為換流站當(dāng)前有功功率；k′為表征直流電壓與有功功率控制的下垂斜率值。

由式（1）可以推出，在某一特定電壓/功率下，換流站輸出功率/端口電壓的大小為

根據(jù)式（2）與式（3）可知，當(dāng)k′取值越大，換流器輸出功率受電壓變化越敏感；反之，當(dāng)k′取值越小，換流器輸出功率受電壓變化影響越小。當(dāng)k′取值越大，換流器對(duì)直流配網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)支撐能力越強(qiáng)；當(dāng)k′越小，換流器對(duì)電壓調(diào)節(jié)能力越弱[19]。

不同斜率取值下垂特性曲線如圖3所示，以負(fù)荷換流器下垂特性曲線為例，當(dāng)系統(tǒng)斜率取值過大時(shí)，系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)能力較好，但是系統(tǒng)電壓偏差較大；當(dāng)系統(tǒng)斜率取值較小時(shí)，系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性較好，但系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)能力較差。特別是當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷變動(dòng)較大或頻繁變動(dòng)時(shí)，采用下垂控制會(huì)出現(xiàn)較大的直流電壓偏差。

圖3 不同斜率取值下垂特性曲線Fig.3 Characteristic curves of droop control with different slope values

綜上可得出，換流站采用下垂控制方式時(shí)具備有功功率平衡與直流電壓穩(wěn)定的功能，但是，由于系統(tǒng)下垂斜率的存在，系統(tǒng)有功功率與直流電壓存在了制約，影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，傳統(tǒng)下垂控制存在著較少電壓偏差與較快速功率調(diào)節(jié)能力的固有矛盾。

3 改進(jìn)下垂控制方式

如第2節(jié)所述，對(duì)于直流配電網(wǎng)而言，直流電壓的穩(wěn)定意味著系統(tǒng)功率平衡以及下一次出現(xiàn)故障時(shí)系統(tǒng)的抗擾動(dòng)能力的強(qiáng)弱。因此，下垂控制存在的電壓偏差成為提高多端柔性直流配電網(wǎng)研究與應(yīng)用的關(guān)鍵所在。

為了改善下垂控制電壓與功率快速準(zhǔn)確調(diào)節(jié)的局限性，二次控制被研究人員提出，通過對(duì)下垂控制曲線再次調(diào)節(jié)以達(dá)到電壓補(bǔ)償?shù)哪康?。目前，?duì)下垂控制進(jìn)行改進(jìn)的方法可大致分為三大類：1）下垂曲線平移法；2）調(diào)整下垂曲線系數(shù)法；3）混合法。

平移曲線方式通過對(duì)直流母線電壓的檢測(cè)來調(diào)節(jié)下垂曲線的上下移動(dòng)以完成對(duì)輸出電流的控制，最終調(diào)節(jié)功率以達(dá)到穩(wěn)定直流電壓的目的，下垂特性曲線平移如圖4所示，以負(fù)荷所連接換流器的下垂特性為例。第二種調(diào)節(jié)下垂曲線系數(shù)方式則以不同功率單元運(yùn)行在不同系數(shù)值的下垂曲線上時(shí)直流電壓對(duì)應(yīng)的功率數(shù)值不同為基礎(chǔ)，通過調(diào)整下垂系統(tǒng)k值的大小進(jìn)行調(diào)整，如圖3所示。第三種混合方式則是結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)，提高了調(diào)節(jié)自由度，同時(shí)解決了更多問題，滿足了系統(tǒng)多控制要求。然而該方法存在控制復(fù)雜以及穩(wěn)定性不足的問題，需要進(jìn)一步實(shí)踐驗(yàn)證。

圖4 下垂特性曲線平移Fig.4 Characteristic curves of variable intercept droop control

文獻(xiàn)[20]利用電壓和電流一致性算法，修改下垂曲線的電壓值平移下垂曲線，然而增加了系統(tǒng)對(duì)通訊的要求。文獻(xiàn)[21]采用離散一致性算法，通過鄰居節(jié)點(diǎn)間的信息交互尋找滿足要求的目標(biāo)虛擬電阻調(diào)整下垂控制的曲線系數(shù)，計(jì)算量較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)靈活性不足。文獻(xiàn)[22]提出通過集中式控制調(diào)節(jié)器進(jìn)行參數(shù)補(bǔ)償，改變下垂控制曲線參數(shù)，適用于微網(wǎng)且容易出現(xiàn)單點(diǎn)故障現(xiàn)象。文獻(xiàn)[23]利用模糊控制調(diào)整下垂曲線系數(shù)，實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電與儲(chǔ)能單元的協(xié)同配合，完成直流電壓補(bǔ)償。文獻(xiàn)[24]則提出變截距直流電壓下垂策略對(duì)風(fēng)電場(chǎng)接入的直流輸電系統(tǒng)控制方式進(jìn)行改進(jìn)，有效消除直流電壓波動(dòng)問題，該方法適用于功率頻繁波動(dòng)系統(tǒng)，不完全適用于直流配電網(wǎng)系統(tǒng)。

由于配網(wǎng)系統(tǒng)中存在諸多不確定因素，配網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)擾動(dòng)或運(yùn)行狀況發(fā)生變化時(shí)，如負(fù)載突變等情況，運(yùn)行特性曲線將會(huì)平移，繼而導(dǎo)致穩(wěn)定運(yùn)行點(diǎn)發(fā)生改變，使直流母線電壓產(chǎn)生波動(dòng)。為防止配網(wǎng)系統(tǒng)直流母線電壓偏差過大，需對(duì)直流母線電壓進(jìn)行二次補(bǔ)償。因此，本文提出一種改進(jìn)下垂控制方法。采用換流站輸出電壓與有功功率間的關(guān)系，進(jìn)行修改下垂曲線設(shè)定功率參考值，平移下垂特性曲線，有效緩解有功功率和電壓波動(dòng)壓力，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定直流電壓的功能。

為保證直流配網(wǎng)直流電壓穩(wěn)定，規(guī)定電壓保持在基準(zhǔn)參考電壓上下允許的最大偏差范圍內(nèi)，即在圖4中的直流電壓最大上限值Udcmax與直流電壓最大下限值Udcmin的范圍之內(nèi)。假定初始時(shí)刻受端換流站功率運(yùn)行于下垂斜率為2曲線的B點(diǎn)并運(yùn)行穩(wěn)定，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)荷突降時(shí)，換流站下垂穩(wěn)態(tài)運(yùn)行點(diǎn)由B點(diǎn)轉(zhuǎn)移至下垂曲線2的C點(diǎn)。系統(tǒng)直流電壓Udc升高，同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行在新功率參考值P1時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)電壓偏差。在這種情況下，通過修改下垂特性曲線為3時(shí)，系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)將穩(wěn)定在新的運(yùn)行點(diǎn)A，電壓偏差同時(shí)被消除，直流電壓恢復(fù)至參考值Udcref。

式中：Udcref,i為每個(gè)換流站輸出直流電壓的參考值；Udc,i為每個(gè)換流站的下垂特性曲線設(shè)定的初始電壓；ΔUi則為每個(gè)換流站補(bǔ)償電壓偏差值。

另外，由于系統(tǒng)運(yùn)行將出現(xiàn)新的功率參考值，因此，需要判定功率是否已經(jīng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。若系統(tǒng)功率未達(dá)到穩(wěn)態(tài)，通過修改直流電壓則可能造成系統(tǒng)的振蕩，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定運(yùn)行[24]。移動(dòng)平均器（moving average filter，MAF）屬于數(shù)據(jù)處理方式，通過選取一定時(shí)間窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)量對(duì)其進(jìn)行平均值計(jì)算[25]。設(shè)給定時(shí)間序列，y={…,yt-2,yt-1,yt,yt+1,yt+2,…}，則 MAF 的計(jì)算公式如下所示：

因此可通過采用MAF對(duì)換流器輸出有功功率在一定時(shí)間尺度t內(nèi)取樣并進(jìn)行平均值P-計(jì)算，之后通過對(duì)其在該時(shí)間尺度t內(nèi)進(jìn)行微分計(jì)算，當(dāng)滿足d P-/dt＜ε條件后則可認(rèn)為有功功率進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)，進(jìn)入下一級(jí)控制。因此，該改進(jìn)下垂控制器的控制示意圖如圖5所示。

圖5 改進(jìn)下垂控制器示意圖Fig.5 Advanced droop controller schematic

4 仿真驗(yàn)證

依托柔性直流電網(wǎng)計(jì)劃所提出的典型直流配網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在EMTDC/PSCAD平臺(tái)建立下圖6所示的±10 kV中壓多端環(huán)狀柔性直流配電系統(tǒng)，直流配網(wǎng)主接線采用正負(fù)雙極線路。為驗(yàn)證上述改進(jìn)下垂控制的有效性及優(yōu)越性，分別應(yīng)用以上提出的新型下垂控制策略與傳統(tǒng)下垂控制策略將二者進(jìn)行比對(duì)，并在系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)荷大擾動(dòng)情況下進(jìn)行仿真驗(yàn)證。

圖6 多端直流配網(wǎng)架構(gòu)圖Fig.6 Multi-terminal DC distribution network

直流配電網(wǎng)內(nèi)部只存在直流分量，各節(jié)點(diǎn)對(duì)配電網(wǎng)輸出或消耗的功率是由該節(jié)點(diǎn)電壓、與該節(jié)點(diǎn)相鄰各節(jié)點(diǎn)電壓及線路電阻決定的。由于配電網(wǎng)相較于輸電網(wǎng)距離較短且僅驗(yàn)證所提控制方式的優(yōu)越性，因此，在該直流配網(wǎng)架構(gòu)驗(yàn)證改進(jìn)控制方式時(shí)忽略線路電阻對(duì)電壓的影響。

同時(shí)，考慮交直流負(fù)荷及同步機(jī)等對(duì)外特性且由于仿真系統(tǒng)復(fù)雜程度和仿真時(shí)間問題，對(duì)模型進(jìn)行有效等效處理，且等效優(yōu)化處理后不會(huì)影響仿真結(jié)果。系統(tǒng)仿真時(shí)間設(shè)定為7 s，ε為0.1，MAF移動(dòng)窗口時(shí)間T設(shè)置為0.1 ms，主要仿真參數(shù)如下：直流電壓參考值±10kV；換流站VSC1～VSC3容量10 MV·A；交流負(fù)載容量4 MW；同步電機(jī)容量4 MW；直流負(fù)載容量5 MW；換流器斜率k1，k2，k3分別為 1/15，1/20，1/25；Udcmax與 Udcmin設(shè)定值分別為20.5 kV，19.5 kV。

柔性直流系統(tǒng)啟動(dòng)后，交流負(fù)載直流負(fù)載以及儲(chǔ)能和同步電機(jī)在0.5 s，0.6 s，0.7 s，0.8 s分別通過DC/AC與DC/DC并入直流母線。

傳統(tǒng)下垂控制系統(tǒng)仿真結(jié)果如圖7所示。當(dāng)柔性直流配電系統(tǒng)采用傳統(tǒng)下垂控制時(shí)，通過圖7a可知，當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷突變時(shí)，為維持系統(tǒng)功率穩(wěn)定，各換流站緊急自調(diào)節(jié)根據(jù)已設(shè)定好的下垂控制曲線進(jìn)行運(yùn)行點(diǎn)移動(dòng)。其中，圖7b～圖7d則是由于負(fù)載變化后系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)節(jié)功率輸出曲線。

通過圖7e可知，當(dāng)系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)（t＜3 s和t＞5 s時(shí)間段內(nèi)），傳統(tǒng)下垂控制由于自身特性約束，實(shí)際直流電壓與設(shè)定參考值存在一定的電壓偏差。在3 s時(shí)刻系統(tǒng)出現(xiàn)功率波動(dòng)時(shí)，直流母線電壓由于功率變化進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)入新的穩(wěn)態(tài)。當(dāng)4.5 s之后系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行，換流站輸出功率逐漸恢復(fù)至初始穩(wěn)態(tài)數(shù)值，直流電壓偏差逐漸明顯。

對(duì)于改進(jìn)下垂控制策略，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)直流電壓穩(wěn)定在±10 kV，由于直流配電網(wǎng)各換流器間的直流線路阻抗忽略，三個(gè)換流器端口電壓各自穩(wěn)定在20 kV。

當(dāng)3 s時(shí)刻負(fù)載功率發(fā)生突變，即負(fù)載PL1由穩(wěn)定時(shí)5 MW突變至-7 MW，如圖7a中PL1實(shí)線所示。此時(shí)，系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)態(tài)時(shí)與負(fù)載吸收功率達(dá)到平衡，如圖8a所示為系統(tǒng)輸出功率大小。本文提出的改進(jìn)控制方式將直流電壓維持在所設(shè)定范圍Udcmax與Udcmin之間；隨后，當(dāng)4.5 s負(fù)載PL1由-7 MW直接突變至7 MW，此時(shí)各換流站根據(jù)自身下垂控制特性自適應(yīng)調(diào)節(jié)，將直流電壓維持在Udcmax與Udcmin之間，圖8b～圖8d為三個(gè)換流站直流電壓。需要注意的是，由于負(fù)載變化大小以及系統(tǒng)容量變化的范圍與自身斜率影響，因此換流器VSC3端口直流電壓并未達(dá)到所設(shè)定上下限額。通過圖8e可看出當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)荷突變時(shí)，系統(tǒng)正負(fù)極電壓偏差以及穩(wěn)態(tài)時(shí)刻系統(tǒng)直流電壓維持在20 kV。

圖7 傳統(tǒng)下垂控制系統(tǒng)仿真結(jié)果Fig.7 Simulation results of traditional droop control

圖8 改進(jìn)下垂控制下系統(tǒng)仿真結(jié)果Fig.8 Simulation results of advanced droop control

因此，上述仿真結(jié)果表明，本文所提出的適用于多端柔性直流配網(wǎng)的改進(jìn)下垂控制方式可有效解決傳統(tǒng)下垂控制下直流配網(wǎng)所存在的直流電壓偏差問題，系統(tǒng)直流電壓始終維持在所設(shè)定的±10 kV左右。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)負(fù)載突變等狀況時(shí)，直流電壓一旦達(dá)到電壓上下限，功率參考值則隨之改變，進(jìn)一步調(diào)整系統(tǒng)下垂控制曲線而將換流站端口直流電壓維持在19.5～20.5 kV之間，維持系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)論

比較直流配電系統(tǒng)與交流配電系統(tǒng)，直流配電系統(tǒng)對(duì)電壓穩(wěn)定性要求更高，然而，由于某些負(fù)載輸出功率的自身變化性特點(diǎn)，采用傳統(tǒng)的直流電壓斜率控制策略的多端柔性直流配電系統(tǒng)會(huì)造成直流電壓發(fā)生變化，直流電壓與額定值存在偏差。在惡劣的運(yùn)行工況下，可能出現(xiàn)偏差較大的情況，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至造成停運(yùn)的情形。

本文提出一種基于傳統(tǒng)下垂控制的改進(jìn)控制方式，通過功率與電壓間的關(guān)系進(jìn)行調(diào)節(jié)，以減少傳統(tǒng)方式穩(wěn)態(tài)時(shí)存在的電壓偏差為目標(biāo)。經(jīng)過仿真驗(yàn)證結(jié)果得出，本文所提出的改進(jìn)直流電壓下垂控制方法可有效改進(jìn)有功功率和電壓參考值間的制約關(guān)系，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證系統(tǒng)輸出功率在恒定運(yùn)行狀態(tài)下，該改進(jìn)控制策略能夠有效減少直流母線電壓偏差值；同時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)暫態(tài)功率突變時(shí)，保證系統(tǒng)直流母線電壓運(yùn)行在設(shè)定的較小且穩(wěn)定的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。