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第44卷第11期电力自动化设备Vol.44No.11

2024年11月ElectricPowerAutomationEquipmentNov.2024

直流微电网风储惯量协调控制策略

朱晓荣，杜策，李宇航，沈可心

（华北电力大学电力工程系，河北保定071003）

摘要：针对永磁直驱风机的惯量支撑能力随运行点变化的问题，考虑储能系统惯量的快速灵活支撑能力，提

出了一种基于类虚拟同步发电机控制的直流微电网风储惯量协调控制策略。通过电压环控制回路参数的协

调解决了当前风储类虚拟同步发电机控制在动态响应初始阶段存在的直流母线电压突变问题，省去了以往

的前馈补偿修正环节。引入了2个分别与风电机组的惯量支撑能力和储能系统荷电状态相关的储能惯量支

撑系数，实现了全工况下的风储惯量协调控制。针对惯量协调控制中风电机组完成惯量支撑后转子转速恢

复过程所导致的电压二次跌落问题，设计了储能辅助转子转速恢复控制，平抑了直流母线电压二次的波动。

在MATLAB／Simulink中进行时域仿真，验证了所提风储惯量协调控制策略的有效性。

关键词：直流微电网；类虚拟同步发电机；风储协调；惯量支撑；参数协调

中图分类号：TM712；TM614文献标志码：ADOI：10.16081/j.epae.202407001

0引言然而以上文献在控制过程中均未考虑风机和储能系

统的惯量支撑能力分别随风速与荷电状态（stateof

风电、光伏等分布式电源及储能的迅速发展和

charge，SOC）发生的实时变化，造成实际系统惯量支

直流负载所占终端用电比例的与日俱增促进了直流

［1⁃4］撑的不稳定，缺乏一套风储惯量实时协调的控制策

微电网的发展。但由于电力电子换流器的隔离

略来为系统提供惯量支撑。

作用，直流微电网呈现出“低惯量、低阻尼”特性，使

针对上述问题，本文对AVSG电压环控制回路

得直流母线电压对新能源输出功率突变、负荷频繁

进行参数协调，解决了AVSG控制策略在动态响应

投切极为敏感，对系统的电能质量与安全稳定运行

初始阶段的直流母线电压突变问题，省去了复杂的

［5⁃8］

造成了严重影响。

前馈补偿设计，在实际工程中易被推广应用。对风

为此，国内外学者对直流微电网惯量提高的

机在不同风速以及储能系统在不同SOC下的惯量支

控制策略展开一系列研究，大体可分为附加微分惯

撑能力进行评估，提出了一种全工况下风储惯量实

［9⁃11］［12⁃13］

量控制回路、变下垂系数和类虚拟同步发

时协调控制策略。针对风机完成惯量支撑后转子转

电机（analogousvirtualsynchronousgenerator，AVSG）

速恢复过程所导致的直流母线电压二次跌落问题，

［1