双环控制的VSC功率控制器如图3所示[11]。根据式(3)、(4)的推导,控制器控制原理如下：由式(3)计算得到并网有功功率和无功功率Ps、Qs,分别与相应参考值Pref、Qref作比较,输出经PI环节产生d-q坐标系下的电流参考信号idref和iqref;然后分别与交流侧电流d-q分量id和iq作比较,经PI环节产生中间信号ud和uq。同时id和iq采用前馈补偿和交叉耦合补偿分别产生电压补偿信号-ωLid和ωLiq,其中ωLiq与ud、usd进行叠加产生VSC交流侧控制信号uod;-ωLid与uq叠加产生VSC交流侧控制信号uoq。

  采用直流电压控制方式时,需将图3中外环有功功率控制器改为直流电压控制结构,如图4所示,用来平衡系统有功功率和保持直流侧电压稳定。

  光伏电站、储能等直流型分布式电源通过基于VSC技术的DC/DC变流器接入配电网。DC/DC变流器拓扑结构包括隔离型和非隔离型,其中隔离型变流器中的中、高频变压器可实现较宽的调压范围与较大的容量,且控制方式简单,适合应用在较高电压等级直流配网系统[12]。为研究方便,本文采用了隔离型DC/DC变流器拓扑,如图5所示。

  图5中,隔离型DC/DC变流器两端的VSC采用三相两电平桥式电路,两个VSC的交流侧由高频变压器连接。u1,u2分别DC/DC变流器两端VSC交流侧电压;i1,i2为DC/DC变流器两端VSC交流侧电流;e1,e2为高频变压器两端电压;L1,L2为DC/DC变流器两端VSC交流侧滤波电感。

  根据图5参数,假定图5所示的电流方向为正方向,高频变压器为理想变压器,并忽略VSC每相桥臂的附加电阻,DC/DC电压变流器的数学模型为[13]：

  式中：E1,E2是电压e1,e2的有效值;I1,I2是电流i1,i2的有效值;k是高频变压器变比。

  DC/DC变流器控制管理系统分两部分：VSC1控制和VSC2控制。两个VSC采用电压定向矢量控制原理,采用双闭环控制结构经Park变换实现有功功率与无功功率的解耦控制。控制原理与1.1.1节类似,不再赘述。

  根据DC/DC变流器接入的分布式电源类型及其在直流配网中承担的功能,变流器的控制策略可分为定直流功率控制和定直流电压控制[16]。定直流功率控制框图如图6所示,VSC1控制自身交流侧电压的相位和幅值,VSC2控制其直流侧的直流功率,以此来实现直流功率调节的功能;定直流电压控制框图如图7所示,VSC1控制自身交流侧电压的

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