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直流微电网中储能单元输出阻抗特性及其
稳定性研究#
支娜1,2，张辉1,2*
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（1. 西安理工大学电气工程系，西安 710048；
2. 西安交通大学电力设备电气绝缘国家重点实验室，西安，710049）
摘要：直流微电网系统中，再生能源固有的“间歇性”和不稳定性会降低系统性能，对供电
质量带来较大的影响，为了平抑功率波动，直流微电网系统中通常需要增加储能装置，用以
提升用户供电可靠性。本文将储能接口双向 DC/DC 变换器的输出阻抗作为研究对象，对连
续导电模式(Continuous Conduction Mode，CCM)下双向 DC/DC 变换器进行小信号建模，对
储能单元电压下垂控制方式下的变换器闭环输出阻抗进行了推导，分析了下垂系数对闭环输
出阻抗的影响。最后依据阻抗比判据，分析了线路中不同的负载侧阻抗对储能单元稳定性的
影响，总结出规律性结论，仿真验证了上述理论分析的正确性。
关键词：直流微电网；储能；输出阻抗；下垂控制；稳定性分析
中图分类号：TM917
Output Impedance Characteristics and System Stability
Analysis of Battery unit in DC Microgrid
Zhi Na1,2, Zhang Hui1,2
(1. Electrical department Xian University of Technology, Xian 710048;
2. Open Fund of State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment（ Xian Jiao
Tong University） Xian 710049)
Abstract: In DC microgrid systems, renewable energy inherent intermittent and instability will
reduce system performance, and influence the quality of power supply system, in order to stabilize
power fluctuations, energy storage system is needed to improve customer service reliability. This
paper studied the output impedance of bidirectional DC/DC converter as the interface converter
of storage unit in DC microgrid system, small signal model in continuous conduction mode (CCM)
has built and deduced closed-loop output impedance under the voltage droop control method,
analysised droop coefficient on the impact of the closed-loop output impedance. Finally,
according to the impedance ratio criterion, the stability of the system that influence by impedance
of load is analyzed, Simulation results is given to demonstrate the correctness of analysis.
Key words: DC micro-grid;storage unit;Output impedance;Droop control;Stability Analysis
0 引言
随着能源危机及环境污染问题的日益严重，再生能源在电力系统中的渗透率逐渐提高，
为了实现对多种再生能源的高效控制，国内外很多学者提出了微电网的概念[1-2]。传统的供
电系统都采用交流供电的模式，因此目前对微电网的研究大多集中在交流微电网上。但大多
数的家用电器都采用直流电源供电，而且很多再生能源也直接发出直流电，加之直流系统不
存在相位同步、谐波和无功功率损耗等方面的问题，因此近年来直流微电网的研究逐渐引起
基金项目：教育部高等学校博士学科点专项科研基金（20106118110008）；国家自然科学基金
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