低压多端直流系统稳定性提升的附加阻尼控制方法

低压多端直流系统在高电力电子化与低阻尼特性下易因可再生能源与负荷波动引发电压振荡，尤其在下垂控制下稳定边界显著收缩。本文针对该问题提出一种附加阻尼控制方法，基于非线性状态空间模型，采用Lyapunov理论设计状态反馈控制律，自动生成各电压源换流器所需附加阻尼功率。通过MATLAB主导特征值分析与RTLab硬件在环实验验证，所提方法在不改变本地控制策略的前提下，以极小附加功率有效抑制电压振荡，提升系统稳定性，扩展稳定边界，适应宽功率波动与高比例可再生能源接入场景。

低压多端直流系统成为未来电网的重要形式之一.在系统高度电力电子化、低阻尼特性下,可再生能源、负荷等宽范围波动容易导致系统出现电压振荡问题,尤其在下垂控制模式下系统实际稳定边界出现显著收缩.该文针对下垂控制下的多端直流系统,提出一种附加阻尼控制方法.首先,构建受扰下的非线性状态空间模型,在此基础上采用Lyapunov 理论设计状态反馈控制律,自动生成各电压源换流器(voltage source converter,VSC)维持系统稳定所需的附加阻尼功率;然后,基于MATLAB进行主导特征值分析,验证低压多端直流系统稳定性在所提附加阻尼控制方法下的提升;最后,通过 RTLab 硬件在环实验平台验证所提附加阻尼控制方法的有效性.该文所提方法在不改变各 VSC本地下垂控制策略的基础上引入全局附加控制的形式,在系统受扰情况下能够以极小的附加阻尼功率实现系统电压振荡的抑制,进一步扩展了系统的稳定边界,满足大量可再生能源接入及系统宽功率波动下的稳定运行需求.