劉 青，張彤鈺

（華北電力大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院，河北 保定 071003）

0 引言

多光伏電源經(jīng)變流器并聯(lián)接入直流配電網(wǎng)，既可以滿足本地直流負(fù)載的需求，又可以補(bǔ)充外部輸配電網(wǎng)絡(luò)[1]，[2]。下垂控制以其高可靠性、通信獨(dú)立性以及良好的冗余度在直流配電網(wǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用[3]。

傳統(tǒng)下垂控制的下垂系數(shù)按分布式電源額定容量成比例設(shè)定，當(dāng)系統(tǒng)總不平衡功率達(dá)到閾值時(shí)，各變流器承擔(dān)的不平衡功率與其設(shè)定的下垂系數(shù)成反比[4]。在實(shí)際運(yùn)行中，光伏電源輸出功率固有的隨機(jī)性和波動(dòng)性，為并聯(lián)系統(tǒng)下垂控制的可靠運(yùn)行帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。文獻(xiàn)[5]通過(guò)引入虛擬電阻和電流補(bǔ)償，達(dá)到抑制并聯(lián)變流器間環(huán)流、準(zhǔn)確分配負(fù)荷功率及穩(wěn)定直流母線電壓的效果。文獻(xiàn)[6]，[7]在直流側(cè)設(shè)置較大的虛擬電容，提高了直流微電網(wǎng)暫態(tài)調(diào)節(jié)能力。文獻(xiàn)[8]提出了一種基于饋線首端電壓追蹤的下垂控制策略，在保證良好的母線電壓控制特性的基礎(chǔ)上，降低線路損耗。文獻(xiàn)[9]利用變流器輸出端電壓偏差信息，實(shí)時(shí)調(diào)整下垂控制的運(yùn)行工作點(diǎn)及下垂系數(shù)值以減小直流電壓的偏差。但虛擬慣量控制方法只能在變流器輸出端電壓變化時(shí)起到調(diào)節(jié)作用，系統(tǒng)重新穩(wěn)定后下垂系數(shù)將恢復(fù)原有數(shù)值，無(wú)法一直維持調(diào)節(jié)作用?，F(xiàn)有文獻(xiàn)中下垂系數(shù)改變?nèi)曰诓⒕W(wǎng)端電壓變化，未考慮可再生能源輸出功率裕度的不確定性。對(duì)于多光伏電源并聯(lián)系統(tǒng)，各變流器并網(wǎng)端電壓相差不大，并網(wǎng)端電壓變化特性無(wú)法完全反映光伏電源輸出功率裕度的變化特性。

本文在分析光伏輸出功率裕度對(duì)光伏側(cè)變流器輸入電壓影響的基礎(chǔ)上，利用變流器輸入和輸出側(cè)電壓變化量判斷負(fù)載及光伏輸出功率裕度的情況，對(duì)下垂系數(shù)引入基于光伏側(cè)變流器輸入端電壓偏差的修正量，使輸出功率裕度大的光伏電源在系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)產(chǎn)生更多的功率，輸出功率裕度小的光伏電源在系統(tǒng)負(fù)荷減少時(shí)產(chǎn)生更少的功率。建立光伏側(cè)變流器輸出阻抗模型，理論分析本文所提優(yōu)化方法對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。最后，基于Matlab搭建多光伏電源并聯(lián)接入直流配電網(wǎng)仿真模型，驗(yàn)證本文所提控制策略的可行性。

1 多光伏變流器并聯(lián)接入直流配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

本文采用的多光伏并聯(lián)接入直流配電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)淙鐖D1所示。為了研究光伏輸出功率裕度對(duì)光伏側(cè)電壓的影響，本文采用3個(gè)額定容量相等的光伏電源。圖 中：Upvi，Ipvi，Ppvi分 別 為 光 伏 電 源PVi輸 出 的 電壓、電 流 及 功 率；Uoi，Idi，Pdi分 別 為 光 伏 側(cè) 變 流 器DC/DCi輸 出 電 壓、電 流 及 功 率；Ioi，Poi分 別 為 光 伏側(cè)變流器DC/DCi輸入直流母線電流和功率；Cpvi為光伏側(cè)變流器DC/DCi輸入側(cè)電容；Coi為光伏側(cè)變流器DC/DCi輸出側(cè)電容；Roi為負(fù)載等效阻抗；為本地直流額定負(fù)載。直流配電網(wǎng)通過(guò)網(wǎng)側(cè)變流器DC/DC與交流電網(wǎng)進(jìn)行能量交換。

圖1 多光伏并聯(lián)接入直流配電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.1 Topology of multi photovoltaic parallel connected DC distribution network system

正常情況下，網(wǎng)側(cè)變流器具有穩(wěn)定直流母線電壓的作用，光伏側(cè)變流器運(yùn)行于最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）模式，光伏電源輸出功率除滿足本地直流負(fù)載外，其余輸入交流電網(wǎng)。當(dāng)交流電網(wǎng)發(fā)生故障需要有功功率及無(wú)功功率支撐時(shí)，網(wǎng)側(cè)變流器由定電壓控制切換到輸入交流電網(wǎng)的有功、無(wú)功（PQ）控制，向外輸出有功功率Pw。此時(shí)網(wǎng)側(cè)變流器無(wú)需調(diào)節(jié)直流配電網(wǎng)母線電壓；光伏側(cè)變流器由MPPT控制切換到下垂控制，能夠穩(wěn)定直流配電網(wǎng)母線電壓，并向交流電網(wǎng)及直流負(fù)荷定功率輸出。

2 考慮光伏輸出功率裕度的直流配電網(wǎng)自適應(yīng)下垂控制

2.1 光伏側(cè)變流器輸入端電壓與光伏輸出功率裕度的關(guān)系

根據(jù)光伏電源輸出功率特性[10]，在光伏側(cè)電容器充電階段，光伏輸出電流等于短路電流，光伏側(cè)電壓不斷增大，光伏輸出功率不斷升高，到達(dá)光伏最大輸出功率點(diǎn)后，隨著電壓升高輸出功率將減小，最終達(dá)到光伏側(cè)變流器輸入、輸出功率平衡。

光伏電源Ppv-Upv輸出特性方程為[11]

式中：A為光伏電源二極管理想常數(shù)；Rs為光伏電源串聯(lián)電阻，Ω；Rp為光伏電源并聯(lián)電阻，Ω；q為電 荷 量；Iph為 光 生 電 流，A；Isc為 短 路 電 流，A；K為玻爾茲曼常數(shù)；T為光伏電源環(huán)境溫度，℃；Uoc為開(kāi)路電壓，V。

光伏電源Ppv-Upv特性曲線如圖2所示。

圖2 光伏電源Ppv-Upv特性曲線Fig.2 Ppv-Upv characteristic curve of PV power supply

2.2 直流配電網(wǎng)下垂控制方法

傳統(tǒng)P-U下垂控制表達(dá)式為

改進(jìn)下垂控制方法是對(duì)下垂系數(shù)引入基于系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，輸出端電壓偏差的修正量[12]，或基于輸出端電壓變化量dUoi/dt的修正量[6]。由于光伏側(cè)變流器并網(wǎng)端電壓Uoi的變化無(wú)法反應(yīng)光伏電源輸出功率裕度的變化，因此，現(xiàn)有基于變流器輸出端電壓變化量修正的下垂控制改進(jìn)方法，無(wú)法在系統(tǒng)負(fù)荷變化的情況下，根據(jù)各光伏電源實(shí)際輸出功率裕度的變化情況調(diào)節(jié)輸出功率。而基于dUoi/dt修正的下垂控制改進(jìn)方法，只由在光伏側(cè)變流器并網(wǎng)端電壓Uoi變化的瞬間產(chǎn)生作用，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間維持控制效果，也無(wú)法解決由系統(tǒng)功率長(zhǎng)時(shí)間變化而引發(fā)的系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題。

在傳統(tǒng)下垂控制方法和改進(jìn)下垂方法的系統(tǒng)中，當(dāng)某臺(tái)光伏達(dá)到最大出力，無(wú)法繼續(xù)增大輸出功率時(shí)，將下垂控制切換為MPPT控制，其余光伏繼續(xù)維持下垂控制。若系統(tǒng)中各光伏功率裕度的變化引起變流器控制模式頻繁切換，會(huì)增大變換器輸出電壓和光伏輸出功率的波動(dòng)，系統(tǒng)穩(wěn)定性變差[13]，[14]。對(duì)于系統(tǒng)中輸出功率裕度較大的光伏電源PVi，現(xiàn)有的下垂控制改進(jìn)方法不能判斷出與輸出功率裕度小的光伏電源的區(qū)別，因此，將要求其與輸出功率裕度小的光伏電源輸出相同的功率，不能充分利用其輸出功率裕度調(diào)節(jié)母線電壓。同時(shí)，利用光伏側(cè)變流器輸入端和輸出端電壓信息，可以合理分配光伏電源因輸出功率裕度不同時(shí)系統(tǒng)的不平衡功率。

2.3 考慮光伏輸出功率裕度的直流配電網(wǎng)自適應(yīng)下垂控制

直流系統(tǒng)在負(fù)載功率變化，且交流系統(tǒng)不通過(guò)網(wǎng)側(cè)變流器對(duì)直流母線電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)的情況下，在直流負(fù)載增大的起始階段，由于系統(tǒng)功率缺額，Uoi將減小，下垂控制將增加光伏電源功率，因此Upvi也會(huì)減小，向MPPT點(diǎn)電壓靠近，最終再次達(dá)到光伏側(cè)變流器兩端功率平衡，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；在直流負(fù)載減小的起始階段，由于系統(tǒng)功率冗余，Uoi將增大，下垂控制將減少光伏電源功率，因此Upvi也會(huì)增大而遠(yuǎn)離MPPT點(diǎn)電壓，最終再次達(dá)到光伏側(cè)變流器兩端功率平衡，系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

本文所提出的方法在考慮負(fù)載功率變化影響的基礎(chǔ)上，對(duì)下垂系數(shù)引入基于光伏變流器輸入端電壓（±ΔUpv-Upvi）的修正量?？紤]光伏輸出功率裕度的直流配電網(wǎng)自適應(yīng)下垂控制的下垂系數(shù)為

式中：Δkdroopia為系統(tǒng)負(fù)荷減小時(shí)下垂系數(shù)修正量；Δkdroopib為系統(tǒng)負(fù)荷增大時(shí)下垂系數(shù)修正量。

Δkdroopia與 Δkdroopib的 計(jì) 算流 程 如圖3所 示。

由 圖3可 知 ， 當(dāng)Uoi∈[Uoref-ΔUoref，Uoref+ΔUoref]時(shí)，判斷為系統(tǒng)正常運(yùn)行，Δkdroopia=Δkdroopib=0。設(shè)置合理的采樣時(shí)間將兩側(cè)電壓信號(hào)離散化，ε1為變流 器 輸 出 側(cè) 電 壓 判 斷 閾 值，ε1＞0；ε2為 變 流 器 輸 入端 電 壓 判 斷 閾 值，ε2＞0。

圖3 下垂系數(shù)修正量Δkdroopia，Δkdroopib的計(jì)算流程圖Fig.3 Calculation flow chart ofΔkdroopia，Δkdroopib

為了排除由控制器超調(diào)引起的電壓波動(dòng)現(xiàn)象，本文采用組合判據(jù)判斷系統(tǒng)負(fù)荷變化。計(jì)算變流 器 兩 端 電 壓 信 號(hào) 差Uoi（n）-Uoi（n-1）和Upvi（n）-Upvi（n-1）。若Uoi（n）-Uoi（n-1）≤-ε1且Upvi（n）-Upvi（n-1）≤-ε2，則 判 斷 為 系 統(tǒng) 負(fù) 載 增 加；若Uoi（n）-Uoi（n-1）≥ε1且Upvi（n）-Upvi（n-1）≥ε2，判 斷 為 系統(tǒng)負(fù)載減小。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)判斷為負(fù)荷增大時(shí)，Δkdroopia=0。為了使額定輸出功率裕度的光伏電源也 參 與 功 率 調(diào) 節(jié)，以 μ（-ΔUPV-UPVi）為 步 長(zhǎng)，減小光伏側(cè)電壓高于（-ΔUPV）的變流器i的下垂系數(shù)增量 Δkdroopib，且在負(fù)載切除電壓恢復(fù)額定電壓前 一直 保持 Δkdroopia及 Δkdroopib數(shù)值 ，使輸 出功 率裕度大的光伏電源輸出更多的功率，輸出功率裕度小的光伏電源下垂系數(shù)不變。

當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)判斷為負(fù)載減小時(shí)，Δkdroopib=0。為了使額定輸出功率裕度的光伏電源也參與功率 調(diào) 節(jié)，以-μ（+ΔUPV-UPVi）為 步 長(zhǎng)，減 小 光 伏 側(cè)電壓低于 （+ΔUPV）的變流器i的下垂系數(shù)Δkdroopia，且在負(fù)載重新投入電壓恢復(fù)額定電壓前，一 直 保 持 Δkdroopia及 Δkdroopib數(shù) 值 。

下垂系數(shù)過(guò)小會(huì)導(dǎo)致較大的環(huán)流損耗，因此需要對(duì)下垂系數(shù)的最小值進(jìn)行限制。下垂系數(shù)最小值的設(shè)置方法為[15]

圖4 下垂系數(shù)變化情況Fig.4 Variation of droop coefficient

3 自適應(yīng)下垂控制設(shè)計(jì)及輸出阻抗特性建模

3.1 P-U下垂控制的電壓電流雙環(huán)控制的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

光伏側(cè)變流器自適應(yīng)P-U下垂控制的電壓電流雙環(huán)控制如圖5所示。電壓外環(huán)確定光伏側(cè)變流器輸出電流的參考值，以穩(wěn)定輸出電壓。電流內(nèi)環(huán)根據(jù)實(shí)現(xiàn)電流的跟蹤控制。通過(guò)輸入U(xiǎn)pvi及Uoi信 號(hào)，對(duì) 下 垂 系 數(shù) 修 正 量 Δkdroopia，Δkdroopib進(jìn) 行整定。GDC/DC-I為光伏側(cè)DC/DC變流器的輸出電流Id與占空比D之間的傳遞函數(shù)。

圖5 P-U下垂控制的電壓電流雙環(huán)控制框圖Fig.5 Control block diagram of voltage and current double loop control of P-U droop control

3.2 并聯(lián)光伏側(cè)變流器等效阻抗模型

選定光伏側(cè)變流器的狀態(tài)變量為輸出電流Id和輸出電壓Uo。在變壓器T匝數(shù)比為1∶1且無(wú)損耗 的 情 況 下，列 出 狀 態(tài) 空 間 方 程[16]，[17]：

由 式（6），（7）得 出GDC/DC-I為

電流內(nèi)環(huán)閉環(huán)傳遞函數(shù)為

根據(jù)式（6）得出與下垂系數(shù)相關(guān)的系統(tǒng)傳遞函數(shù)為

式中：GPI1（s）為電壓外環(huán)PI控制器的傳遞函數(shù)。

對(duì)式（10）的 ΔPoi進(jìn)行小信號(hào)處理后可得：

將下垂控制等效為電壓源時(shí)，輸出阻抗表達(dá)式為

本次提升面積為4 200 m2。該節(jié)點(diǎn)是在保留原有鋪裝的基礎(chǔ)上，增加點(diǎn)景大樹(shù)，提升景觀效果，如圖8所示。

并聯(lián)系統(tǒng)等效輸出阻抗Zbl的表達(dá)式為

在圖1拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，光伏側(cè)變流器與網(wǎng)側(cè)變流器是交互的子系統(tǒng)，光伏側(cè)變流器在下垂控制模式時(shí)等效為電壓源，網(wǎng)側(cè)變流器在PQ控制模式時(shí)等效為電流源。在兩個(gè)交互的子系統(tǒng)中，等效為電壓源的子系統(tǒng)阻抗越小，等效為電流源的子系統(tǒng)阻抗越大，系統(tǒng)越穩(wěn)定。由式（13）可知，任意一個(gè)光伏側(cè)變流器等效輸出阻抗減小，Zbl都將減小，系統(tǒng)穩(wěn)定性得到了提高。

3.3 算例分析

直流配電網(wǎng)系統(tǒng)主要參數(shù)如表1所示。

表1 系統(tǒng)主要參數(shù)Table1Main parameters of the system

設(shè)PV1～PV3的 環(huán) 境 溫 度 都 為25℃，PV1～PV3的 輻 照 度 分 別 為1300，1000，800W/m2。在 額 定負(fù) 載 狀 態(tài) 下，根 據(jù) 式（1）可 計(jì) 算 得 出PV1～PV3均 分輸出功率時(shí)，輸出電壓分別為178，173.5，167V。假設(shè)某時(shí)刻直流配電網(wǎng)向外輸送總功率由額定功率52kW變?yōu)?0kW，輸入、輸出電壓同時(shí)跌落時(shí)間為0.1s，根據(jù)式（4），圖3計(jì)算出下垂系數(shù)變化，如表2所示。

表2 下垂系數(shù)變化情況Table2Variation of sag coefficient

根據(jù)式（12）得出下垂系數(shù)優(yōu)化前、后3個(gè)光伏變流器輸出阻抗波特圖，如圖6所示。由圖6可知，考慮光伏輸出功率裕度的直流配電網(wǎng)自適應(yīng)下垂控制減小了系統(tǒng)中所有光伏側(cè)變流器輸出阻抗幅值，由式（13）可知，Zbl也會(huì)隨之減小。采用本文所提自適應(yīng)下垂控制將提高負(fù)載變化時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

圖6 光伏側(cè)變流器等效輸出阻抗波特圖Fig.6 Equivalent output impedance bode diagram of photovoltaic side converter

4 仿真模型驗(yàn)證及對(duì)比分析

基于Matlab/Simulink搭建圖1的直流配電網(wǎng)仿真模型，對(duì)本文所提考慮光伏輸出功率裕度的直流配電網(wǎng)自適應(yīng)下垂控制可行性進(jìn)行驗(yàn)證。系統(tǒng)主要仿真參數(shù)見(jiàn)表1，PV1～PV3環(huán)境溫度均為25℃，輻 照 度 分 別 為1300，1000，800W/m2。

4.1 負(fù)載增加時(shí)仿真對(duì)比分析

在系統(tǒng)負(fù)載增加情況下，本文對(duì)采用考慮光伏輸出功率裕度的直流配電網(wǎng)自適應(yīng)下垂控制、文 獻(xiàn)[12]所 提 改 進(jìn) 下 垂 控 制 方 法、以 及 式（2），（3）傳統(tǒng)下垂控制方法進(jìn)行對(duì)比。直流配電網(wǎng)向外輸送功率保持額定負(fù)載20kW，本地負(fù)載在1～2s為32kW，2～4s增 加 到37kW，4～6s增 加 到43 kW，6～8s恢 復(fù)32kW。

在3種控制方法下，直流母線電壓對(duì)比如圖7所示。

圖7 負(fù)荷增大情況下3種控制方法電壓對(duì)比Fig.7 Voltage comparison of three control methods in case of load increase

2～4s，系統(tǒng)中所有的DC/DC變流器均處于下垂控制狀態(tài)運(yùn)行。4～6s，在采用本文所提自適應(yīng)下垂控制方法中，3個(gè)DC/DC變流器均處于下垂控制運(yùn)行模式；在采用改進(jìn)下垂控制方法及傳統(tǒng)下垂控制方法運(yùn)行的系統(tǒng)中，由于PV3功率裕度較小，因此DC/DC3變流器由下垂控制切換為MPPT控制，其余光伏繼續(xù)維持下垂控制。6～8s系統(tǒng)負(fù)荷恢復(fù)額定值，在采用本文所提自適應(yīng)下垂控制方法運(yùn)行的系統(tǒng)中，3個(gè)DC/DC變流器仍處于下垂控制運(yùn)行模式；在采用改進(jìn)下垂控制方法及傳統(tǒng)下垂控制方法運(yùn)行的系統(tǒng)中，DC/DC3變流器由MPPT控制切換為下垂控制模式運(yùn)行。由圖7可知，系統(tǒng)在4s和6s發(fā)生控制模式切換的時(shí)候，采用改進(jìn)下垂控制方法及傳統(tǒng)下垂控制方法運(yùn)行的系統(tǒng)母線電壓波動(dòng)較大，本文所提自適應(yīng)下垂控制維持了各變流器下垂控制運(yùn)行，提高了系統(tǒng)在下垂控制模式下可以承受的功率波動(dòng)范圍，減小了母線電壓的波動(dòng)幅度。改進(jìn)下垂控制方法及傳統(tǒng)下垂控制在負(fù)載變化時(shí)，電壓恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間分別約為0.72s和0.75s，本文所提自適應(yīng)下垂控制在負(fù)載變化時(shí)，電壓恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行的時(shí)間約為0.37s和0.4s，縮短了系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間。并且，本文所提自適應(yīng)下垂控制在減小系統(tǒng)重載狀態(tài)下穩(wěn)定運(yùn)行后母線電壓的偏差方面可以取得更好的效果。

3種控制方法輸出功率對(duì)比如圖8所示。

圖8 負(fù)荷增加情況下3種控制方法輸出功率對(duì)比Fig.8 Comparison of output power under three control methods under load increase

由圖8可知，本文所提自適應(yīng)下垂控制在負(fù)載增大的情況下，輸出功率裕度大的光伏電源輸出功率較多，輸出功率裕度小的光伏電源輸出功率較少，而在其余兩種控制方法控制下，所有的光伏電源輸出相同的功率。由圖8（d）可知，本文所提自適應(yīng)下垂控制在重載穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下，由于對(duì)下垂系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改變，因此輸出功率波動(dòng)幅度減小，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.2 負(fù)載減小時(shí)仿真對(duì)比分析

本直流配電網(wǎng)向外輸送功率保持額定負(fù)載20kW，本 地 負(fù) 載 在1～2s為32kW，2～4s減 小 到25kW，4～6s減 小 到18kW，6～8s恢 復(fù)32kW。3種控制方法直流母線電壓如圖9所示。

圖9 負(fù)荷減小情況下3種控制方法電壓對(duì)比Fig.9 Voltage comparison of three control methods under load reduction

由圖9可知，在負(fù)荷減小的情況下，本文所提自適應(yīng)下垂控制減小了電壓的波動(dòng)幅度，縮短了系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)負(fù)荷減小時(shí)，輕載狀態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行后，本文所提自適應(yīng)下垂控制在控制母線電壓的偏差方面，達(dá)到良好效果。

3種控制輸出功率對(duì)比如圖10所示。在系統(tǒng)負(fù)載減小時(shí)，本文所提自適應(yīng)下垂控制使功率裕度小的光伏電源輸出更少的功率，而其余兩種控制使所有的光伏電源輸出相同的功率。本文所提自適應(yīng)下垂控制功率達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間約為0.4s和0.38s，改進(jìn)下垂控制方法功率達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間約為0.65s，傳統(tǒng)下垂控制方法達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)間約為0.7s。因此，本文所提自適應(yīng)下垂控制減小了系統(tǒng)在負(fù)載變化時(shí)，輸出功率達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間。本文所提自適應(yīng)下垂控制主要作用時(shí)間在2～6s，由于對(duì)下垂系數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的改變，因此輸出功率波動(dòng)幅度減小，系統(tǒng)的穩(wěn)定性得到了提高。

圖10 負(fù)荷減小情況下3種控制方法仿真輸出功率對(duì)比Fig.10 Comparison of output power under three control methods in case of load reduction

5 結(jié)論

多光伏并聯(lián)接入直流配電網(wǎng)系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行情況下，各光伏輸出功率裕度不同。本文在分析負(fù)載變化以及光伏輸出功率裕度變化對(duì)變流器兩端電壓影響的基礎(chǔ)上，提出了一種考慮光伏輸出功率裕度的直流配電網(wǎng)自適應(yīng)下垂控制。對(duì)光伏側(cè)變流器輸出阻抗進(jìn)行建模分析，理論分析及仿真驗(yàn)證表明：①本文所提考慮光伏輸出功率裕度的直流配電網(wǎng)自適應(yīng)下垂控制，在系統(tǒng)負(fù)荷增大時(shí)能控制功率裕度大的光伏電源發(fā)出更多的功率，在系統(tǒng)負(fù)荷減小時(shí)控制功率裕度小的光伏電源發(fā)出更少的功率；②本文所提自適應(yīng)下垂控制方法可以提高多光伏并聯(lián)接入直流配電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減小了負(fù)載變化時(shí)直流母線電壓偏差，提高了系統(tǒng)下垂控制模式運(yùn)行下承受的功率變化范圍，避免了系統(tǒng)因光伏功率裕度變化而產(chǎn)生的控制模式切換。