摘要
随着直流微电网中分布式光伏、电动汽车、电池储能等新型源/荷占比逐年提升，可再生能源自身的随机性及间歇性将会导致其消纳不充分、能源利用率不高。而相邻直流微电网之间通过互联方式能够实现更大范围的资源整合，其中，柔性互联开关作为直流微电网间的互联关键装备，能够实现直流微电网间功率互联与灵活转供，从而提高可再生能源的充分消纳与高效利用。 通过分析目前低压直流微电网运行特性与柔性互联开关可靠性问题，本文提出了一种基于双降压/升压结构的柔性互联开关拓扑结构，其具备无桥臂直通、电压利用率高、功率等级易拓展等优点。首先，对柔性互联开关的类型和相应控制策略进行简要概述；其次，分析了互联低压直流微电网的组网形态和运行模式，并对互联低压直流微电网系统进行协调优化控制；最后，通过建立互联低压直流微电网内关键装备的小信号等效电路模型，推导其端口阻抗模型，分析了互联低压直流微电网母线电压稳定性。具体研究内容如下： 针对基于双降压/升压变换器的柔性直流互联开关，分析了其工作原理和载波层叠调制策略；在此基础上，对变换器所用耦合电感进行等效计算，分析耦合电感在各工作模式下的充放电情况，并推导柔性互联开关两端电压增益表达式；接着，通过搭建一套150V/1kW实验样机，验证所提双降压/升压柔性互联开关拓扑的有效性与正确性。 分析互联低压直流微电网的组网形态和运行模式，围绕柔性互联开关的互联、单端电压支撑、故障闭锁3种工作模式，提出基于柔性互联开关的多模式协调控制策略，使其根据功率调度指令，实现互联微电网间的多模式最优运行。最后，通过仿真平台验证所提协调控制策略能够实现互联微电网间功率的动态分配。 围绕柔性互联开关的升压、降压、过渡模式建立了相应的小信号模型和其端口阻抗模型，结合电压源型变换器(Voltagesourceconverter,VSC)直流端口阻抗模型，分析了互联低压直流微电网母线电压稳定性，最后通过仿真验证所建立阻抗模型与稳定性分析的准确性。
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