CN112436502B - 一种基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，建立多端口直流微网模型，得到下垂控制方程、系统回路电压、节点电流方程及负荷功率方程；根据多端口直流微网模型的状态微分方程，计算阻尼系数α，并判断阻尼系数α是否满足规定的稳定判据；在直流电压下垂控制中，设计改进的下垂控制系数，通过调节储能侧换流器的功率控制，可提供附加暂态电量，进而增加电源侧累积电量，增加系统的动态稳定裕度；给定附加电量控制系数k_Q，并调整k_Q，使其满足约束条件，从而保证所提控制能够为系统提供正阻尼。本发明依据稳定判据，改进储能换流器的电压下垂控制系数，使其在电源侧产生恒正的附加暂态电量，有效增加暂态稳定裕度。

Description

一种基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法

技术领域

本发明涉及直流电网暂态稳定控制技术领域，特别是涉及一种基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法。

背景技术

配电网是电力系统的重要组成部分，以直流形式构建的配电网不仅能够简化电源和负荷各端的接入方式，并且不会出现无功功率和频率问题。相较于交流电网，分布式发电接入直流电网，变换装置得以简化，省去了直交逆变环节，并且无需关注频率波动、无功补偿和功角摆动等问题，系统运行更具稳定性。不仅如此，日益增多的直流负荷需求，也促进了柔性直流电网的发展，直流电网的系统运行控制技术正在逐步完善。

但是，由于直流电网的低惯性问题，以及遭受扰动后，分布式电源与负荷短时保持功率恒定引入的负阻尼，均会削弱直流电压的动态稳定性。因此，含恒功率负荷的直流电网稳定性仍需研究，也将是进一步提高直流电网系统安全亟待解决的难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，解决了现有技术中存在的问题，通过建立下垂系数与直流母线电压变化量和电压变化率之间的函数关系，动态调整下垂系数，使直流电网拥有更加安全和稳定的电压稳定裕度，增强电网稳定运行的能力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，该方法包括以下步骤：

S1，建立多端口直流微网模型，获取各个端口的电压、电流、电压微分du_dc/dt和差值(u_dc-u_sr)，得到下垂控制方程、系统回路电压、节点电流方程及负荷功率方程如下：

式中，u_sr为电压参考值，u_sr为电压参考值，k为下垂控制系数稳态值，u_dc为直流母线电压；u_s为电源侧换流器出口母线电压；i_s为其输出电流；R为电源、换流器和线路的等效电阻；L为其等效电感；C为负荷侧稳压电容；i_CPL为负荷等效的受控电流源的输出电流；P_L为负荷功率；

S2，根据多端口直流微网模型的状态微分方程，计算阻尼系数α，

并判断阻尼系数α是否满足下式的稳定判据：

α≥ω₀ (12)

式中，ω₀为振荡频率；

如果不满足，则改进下垂控制系数，重新计算α的值；

S3，在直流电压下垂控制中，若通过改进储能侧换流器的功率控制，可提供附加暂态电量，进而增加电源侧累积电量，即可扩大系统的动态稳定裕度，设计改进的下垂控制系数：

S4，给定附加电量控制系数k_Q，判断k_Q是否满足下式，如果满足则能确保所提控制为系统提供正阻尼，如果不满足，则调整附加电量控制系数k_Q：

进一步的，所述步骤S1中，建立多端口直流微网模型，获取各个端口的电压、电流、电压微分du_dc/dt和差值(u_dc-u_sr)，具体包括：

风力发电机、蓄电池、光伏电池分别经换流器接入直流系统，其中，蓄电池采用U-I下垂控制策略，光伏和风电侧换流器采用最大功率跟踪控制，恒功率负荷侧换流器采用定功率控制；

通过电压传感器和电流传感器测量各个端口的电压、电流，测量元件输出端分别与直流电网包含的风电、光伏发电单元、储能单元、负荷的控制系统输入端相连，控制系统输出端与相应的换流器输入端相连。

进一步的，所述步骤S1中，还包括：通过分析负荷功率发生突变时，负荷上所需的电量发生变化，从而得到恒功率负荷的最大允许暂态电量ΔQ_CPL，用来表征负荷扰动后系统的动态稳定裕度，具体为：

根据公式(1)得到系统的状态方程为：

式中，u_dc0为直流母线电压初始值；

对式(2)在t₀～t₁时间段内进行积分，可得系统电量状态方程为：

Q_S为t₀～t₁时间段内的电源侧总电量，表示为：

Q_CPL为t₀～t₁时间段内恒功率负荷的总电量，表示为：

Q_L为t₀～t₁时间段内阻性负荷的总电量，表示为：

由此，得基于电量的系统稳定性判据为

Q_CPL＜Q_S+Q_L (7)

由式(7)可知，当恒功率负荷功率突变时，负荷上所需的电量发生变化，若突变后负荷所需的总电量不超过阻性负荷和电源侧积累的电量，则系统渐进稳定，因此，用恒功率负荷的最大允许暂态电量ΔQ_CPL表征负荷扰动后系统的动态稳定裕度，即

ΔQ_CPL＝Q_S+Q_L-Q_CPL (8)

进一步的，所述步骤S2中，

根据公式(1)得直流微网的状态微分方程为：

其中，阻尼系数α为：

振荡频率ω₀为：

为抑制暂态过程中直流母线电压的振荡，系统参数应满足过阻尼条件，即

α≥ω₀ (12)

进一步的，所述步骤S3中，在直流电压下垂控制中，若通过改进储能侧换流器的功率控制，可提供附加暂态电量，进而增加电源侧累积电量，即可扩大系统的动态稳定裕度，设计改进的下垂控制系数，具体包括：

在直流电压下垂控制中，引入直流母线电压u_dc和电压变化率du_dc/dt，通过改进储能侧换流器的功率控制，提供附加暂态电量，进而增加电源侧累积电量，即可扩大系统的动态稳定裕度，则下垂系数可设置为

式中，k_Σ为改进后的下垂控制系数；k_Q为附加电量控制系数；

改进控制后，t₀～t₁时间段内，系统电源侧的总电量Q_S表示为：

Q_S＝Q_S0+ΔQ_S (14)

式中，Q_S0为系统采用传统下垂控制策略时电源侧的初始电量；ΔQ_S为附加暂态电量；

由式(14)可知，在所提控制策略下，储能侧换流器可为系统提供附加暂态电量，表示为：

由附加暂态电量的表达式看出，在电量累积过程中，附加电量控制系数k_Q的作用与电容器等效，因此可将k_Q等效为储能侧的附加电容C_ad，表示为：

C_ad＝k_Q (16)

在直流电网中，电容的增加能够增强系统的稳定裕度，因此附加阻尼控制可等效为在储能侧附加虚拟电容，进一步证明了所提控制策略的有效性；结合式(8)，系统的动态稳定裕度可扩展为：

ΔQ_CPLmax＝ΔQ_CPL+ΔQ_S (17)

为确保ΔQ_S>0，控制系数k_Q的正负需要考虑直流母线电压的动态变化，若处于额定电压以下时，恒功率负荷的功率P_L0＝-U² _sr/R_L，且随着负荷功率的增大，直流母线电压将减小；

故当P_L0≥-U² _sr/R_L时，u_dc≤u_sr，取k_Q<0；当P_L0<-U² _sr/R_L时，u_dc>u_sr，取k_Q>0。在所提控制策略下，储能侧可为系统提供有效的附加电量ΔQ_S，则系统动态稳定裕度将随之提升。

进一步的，所述步骤S4中，

将式(13)中改进的下垂系数k_∑代入式(1)，得改进后系统阻尼系α'为：

为使所提控制策略在抑制直流母线电压暂态过程振荡方面更具优势，根据α'>α对附加电量控制系数k_Q进行整定，有

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，获取各个端口的电压、电流作为反馈信号输入到换流器的控制系统，在直流电压下垂控制中，引入直流母线电压u_dc和电压变化率du_dc/dt，通过建立下垂系数与直流母线电压变化量和电压变化率之间的函数关系，动态调整下垂系数；同时，直流电网可根据满足暂态稳定所需的必要条件，设定系统阻尼系数以及给定附加电量控制系数的判断条件，为设计变下垂控制参数提供参考，使直流电网系统拥有更加安全和稳定的电压稳定裕度，进一步保证存在大量恒功率负载的直流电网能够在功率频繁波动的状态下仍能稳定运行，从而增强直流电网的稳定裕度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法流程图；

图2为本发明实施例多端口直流微网模型；

图3为本发明实施例直流电网简化等效电路模型；

图4(a)为本发明实施例控制前后直流母线电压示意图；

图4(b)为本发明实施例系统稳定裕度情况示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，通过建立下垂系数与直流母线电压变化量和电压变化率之间的函数关系，动态调整下垂系数，使直流电网拥有更加安全和稳定的电压稳定裕度，增强电网稳定运行的能力。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明提供的基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，包括以下步骤：

S1，建立多端口直流微网模型，获取各个端口的电压、电流、电压微分du_dc/dt和差值(u_dc-u_sr)，得到下垂控制方程、系统回路电压、节点电流方程及负荷功率方程如下：

式中，u_sr为电压参考值，k为下垂控制系数稳态值，u_dc为直流母线电压；u_s为电源侧换流器出口母线电压；i_s为其输出电流；R为电源、换流器和线路的等效电阻；L为其等效电感；C为负荷侧稳压电容；i_CPL为负荷等效的受控电流源的输出电流；P_L为负荷功率；

S2，根据多端口直流微网模型的状态微分方程，计算阻尼系数α，

并判断阻尼系数α是否满足下式的稳定判据：

α≥ω₀ (12)

式中，ω₀为振荡频率；

如果不满足，则改进下垂控制系数，重新计算α的值；

S3，在直流电压下垂控制中，若通过改进储能侧换流器的功率控制，可提供附加暂态电量，进而增加电源侧累积电量，即可扩大系统的动态稳定裕度，设计改进的下垂控制系数：

S4，给定附加电量控制系数k_Q，判断k_Q是否满足下式，如果满足则能确保所提控制为系统提供正阻尼，如果不满足，则调整附加电量控制系数k_Q：

其中，如图2中，所述步骤S1中，建立多端口直流微网模型，获取各个端口的电压、电流、电压微分du_dc/dt和差值(u_dc-u_sr)，具体包括：

风力发电机、蓄电池、光伏电池分别经换流器接入直流系统，其中，蓄电池采用U-I下垂控制策略，光伏和风电侧换流器采用最大功率跟踪控制，恒功率负荷侧换流器采用定功率控制；

通过电压传感器和电流传感器测量各个端口的电压、电流，测量元件输出端分别与直流电网包含的风电、光伏发电单元、储能单元、负荷的控制系统输入端相连，控制系统输出端与相应的换流器输入端相连。直流系统的等效电路模型如图3所示。根据直流微电网的等效电路模型，列写下垂控制方程、系统回路电压、节点电流方程及负荷功率方程，如公式(1)所示。

所述步骤S1中，还包括：通过分析负荷功率发生突变时，负荷上所需的电量发生变化，从而得到恒功率负荷的最大允许暂态电量ΔQ_CPL，用来表征负荷扰动后系统的动态稳定裕度，具体为：

根据公式(1)得到系统的状态方程为：

式中，u_dc0为直流母线电压初始值；

对式(2)在t₀～t₁时间段内进行积分，可得系统电量状态方程为：

Q_S为t₀～t₁时间段内的电源侧总电量，表示为：

Q_CPL为t₀～t₁时间段内恒功率负荷的总电量，表示为：

Q_L为t₀～t₁时间段内阻性负荷的总电量，表示为：

由此，得基于电量的系统稳定性判据为

Q_CPL＜Q_S+Q_L (7)

由式(7)可知，当恒功率负荷功率突变时，负荷上所需的电量发生变化，若突变后负荷所需的总电量不超过阻性负荷和电源侧积累的电量，则系统渐进稳定，因此，用恒功率负荷的最大允许暂态电量ΔQ_CPL表征负荷扰动后系统的动态稳定裕度，即

ΔQ_CPL＝Q_S+Q_L-Q_CPL (8)

所述步骤S2中，

根据公式(1)得直流微网的状态微分方程为：

其中，阻尼系数α为：

振荡频率ω₀为：

为抑制暂态过程中直流母线电压的振荡，系统参数应满足过阻尼条件，即

α≥ω₀ (12)

所述步骤S3中，

通过改进储能侧换流器的功率控制，提供附加暂态电量，进而增加电源侧累积电量，即可扩大系统的动态稳定裕度；在直流电压下垂控制中，引入直流母线电压u_dc和电压变化率du_dc/dt，则下垂系数可设置为

改进控制后，t₀～t₁时间段内，系统电源侧的总电量Q_S表示为：

Q_S＝Q_S0+ΔQ_S (14)

式中，Q_S0为系统采用传统下垂控制策略时电源侧的初始电量；ΔQ_S为附加暂态电量；

由式(14)可知，在所提控制策略下，储能侧换流器可为系统提供附加暂态电量，表示为：

由附加暂态电量的表达式看出，在电量累积过程中，附加电量控制系数k_Q的作用与电容器等效，因此可将k_Q等效为储能侧的附加电容C_ad，表示为：

C_ad＝k_Q (16)

在直流电网中，电容的增加能够增强系统的稳定裕度，因此附加阻尼控制可等效为在储能侧附加虚拟电容，进一步证明了所提控制策略的有效性；结合式(8)，系统的动态稳定裕度可扩展为：

ΔQ_CPLmax＝ΔQ_CPL+ΔQ_S (17)

为确保ΔQ_S>0，控制系数k_Q的正负需要考虑直流母线电压的动态变化，若处于额定电压以下时，恒功率负荷的功率P_L0＝-U² _sr/R_L，且随着负荷功率的增大，直流母线电压将减小；

故当P_L0≥-U² _sr/R_L时，u_dc≤u_sr，取k_Q<0；当P_L0<-U² _sr/R_L时，u_dc>u_sr，取k_Q>0。在所提控制策略下，储能侧可为系统提供有效的附加电量ΔQ_S，则系统动态稳定裕度将随之提升。

所述步骤S4中，

将式(13)中改进的下垂系数k_∑代入式(1)，可得改进后系统阻尼系数α'为：

为使所提控制策略在抑制直流母线电压暂态过程振荡方面更具优势，根据α'>α对附加电量控制系数k_Q进行整定，有

公式(7)是系统的稳定判据，公式(19)是根据式(7)推导出的k_Q的取值范围，即通过k_Q的选取，能够确保所提控制为系统提供正阻尼作用；公式(13)是从附加暂态电量的角度为系统设计的改进控制策略，设计之后，通过稳定裕度公式从而推导出式(19)，保证所提出的改进控制策略为系统提供正阻尼。当附加暂态电量控制策略按式(12)和(19)进行整定时，储能侧将为系统提供正的附加阻尼，提高系统阻尼系数，抑制暂态过程中直流母线电压的振荡。

若计算得到的附加电量控制系数k_Q满足式(19)的不等式，则系统进入步骤S4。若不满足式(19)，则应调整附加电量控制系数k_Q，重新计算。

实施例1

本发明在Matlab/Simulink环境中搭建了如图2所示的多端柔性直流电网仿真模型。交流电网侧以工频三相交流电源经滤波变压后连接VSC₁换流器接入直流电网，并联电容C_dc两端电压表示直流母线电压。负荷侧通过连接采用定功率控制的换流器VSC₂，保证所接负载表现出恒功率特性。仿真时风力发电系统视为等值机组。仿真模型的基本参数如表1所示。

表1模型参数

由式(7)、(8)可知，当负荷突减时，ΔP_L<0，ΔQ_CPL<0，ΔQ_CPLmax增加，系统稳定性提高，保持稳定运行；当负荷突增时，ΔP_L>0，ΔQ_CPL>0，ΔQ_CPLmax减小，若ΔQ_CPLmax减小到0或减小为负值，则系统将振荡失稳。因此，本文可用负荷突增来验证附加暂态电量控制策略对系统稳定性的改善作用。0.1s时，负荷功率由35kW增至55kW；0.2s时，功率恢复。

蓄电池侧采用所提控制策略，下垂系数分别设置k_Q＝0、0.4、0.9。直流母线电压、系统稳定裕度情况如图4(a)和图4(b)所示。如图4(a)所示，当k_Q＝0时，直流母线电压出现振荡，最大振幅为6.3V；当k_Q＝0.4时，直流电压同样出现振荡，最大振幅为4.6V，振幅减小；当k_Q＝0.9时，直流电压振荡被抑制，稳定运行电压为491.7V。

根据式(8)，不同k_Q对应的系统暂态稳定裕度分别为30.98t、65.18t和77.36t，图4(b)中的虚线表示不同k_Q对应的系统暂态稳定裕度变化率。恒功率负荷为35kW时，系统暂态稳定裕度为面积#1；0.1～0.2s时，系统负荷突增至55kW，当k_Q＝0时，系统的暂态稳定裕度缺额为面积#2；当k_Q＝0.4时，系统的暂态稳定裕度缺额为面积#3；当k_Q＝0.9时，系统不存在暂态稳定裕度缺额，超额裕度为面积#4。可见，在传统下垂控制下，直流电网由于稳定裕度不足，负荷增加导致电压出现大幅振荡。在本发明的控制方法下，可使系统暂态稳定裕度缺额减小，甚至通过补偿电量，使系统重新获得了稳定裕度，通过抑制电压振荡，恢复了稳定运行。

本发明提供的基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，获取各个端口的电压、电流作为反馈信号输入到换流器的控制系统，在直流电压下垂控制中，引入直流母线电压u_dc和电压变化率du_dc/dt，通过建立下垂系数与直流母线电压变化量和电压变化率之间的函数关系，动态调整下垂系数；同时，直流电网可根据满足暂态稳定所需的必要条件，设定系统阻尼系数以及给定附加电量控制系数的判断条件，为设计变下垂控制参数提供参考，使直流电网系统拥有更加安全和稳定的电压稳定裕度，进一步保证存在大量恒功率负载的直流电网能够在功率频繁波动的状态下仍能稳定运行，从而增强直流电网的稳定裕度。

本说明书中各个实施例采用独立变量的方式描述，每个实施例重点说明了一个系统参数变化对系统稳定裕度和稳定性的影响，均与其他实施例不同，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，建立多端口直流微网模型，获取各个端口的电压、电流、电压微分du_dc/dt和差值(u_dc-u_sr)，得到下垂控制方程、系统回路电压、节点电流方程及负荷功率方程如下：

式中，u_sr为电压参考值，k为下垂控制系数稳态值，u_dc为直流母线电压；u_s为电源侧换流器出口母线电压；i_s为其输出电流；R为电源、换流器和线路的等效电阻；L为其等效电感；C为负荷侧稳压电容；i_CPL为负荷等效的受控电流源的输出电流；P_L为负荷功率；

S2，根据多端口直流微网模型的状态微分方程，计算阻尼系数α，

并判断阻尼系数α是否满足下式的稳定判据：

α≥ω₀ (12)

式中，ω₀为振荡频率；

如果不满足，则改进下垂控制系数，重新计算α的值；

S3，在直流电压下垂控制中，若通过改进储能侧换流器的功率控制，可提供附加暂态电量，进而增加电源侧累积电量，即可扩大系统的动态稳定裕度，设计改进的下垂控制系数：

S4，给定附加电量控制系数k_Q，判断k_Q是否满足下式，如果满足则能确保所提控制为系统提供正阻尼，如果不满足，则调整附加电量控制系数k_Q：

2.根据权利要求1所述的基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，所述步骤S1中，建立多端口直流微网模型，获取各个端口的电压、电流、电压微分du_dc/dt和差值(u_dc-u_sr)，具体包括：

风力发电机、蓄电池、光伏电池分别经换流器接入直流系统，其中，蓄电池采用U-I下垂控制策略，光伏和风电侧换流器采用最大功率跟踪控制，恒功率负荷侧换流器采用定功率控制；

通过电压传感器和电流传感器测量各个端口的电压、电流，测量元件输出端分别与直流电网包含的风电、光伏发电单元、储能单元、负荷的控制系统输入端相连，控制系统输出端与相应的换流器输入端相连。

3.根据权利要求2所述的基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，所述步骤S1中，还包括：通过分析负荷功率发生突变时，负荷上所需的电量发生变化，从而得到恒功率负荷的最大允许暂态电量ΔQ_CPL，用来表征负荷扰动后系统的动态稳定裕度，具体为：

根据公式(1)得到系统的状态方程为：

式中，u_dc0为直流母线电压初始值；

对式(2)在t₀～t₁时间段内进行积分，可得系统电量状态方程为：

Q_S为t₀～t₁时间段内的电源侧总电量，表示为：

Q_CPL为t₀～t₁时间段内恒功率负荷的总电量，表示为：

Q_L为t₀～t₁时间段内阻性负荷的总电量，表示为：

由此，得基于电量的系统稳定性判据为

Q_CPL＜Q_S+Q_L (7)

由式(7)可知，当恒功率负荷功率突变时，负荷上所需的电量发生变化，若突变后负荷所需的总电量不超过阻性负荷和电源侧积累的电量，则系统渐进稳定，因此，用恒功率负荷的最大允许暂态电量ΔQ_CPL表征负荷扰动后系统的动态稳定裕度，即

ΔQ_CPL＝Q_S+Q_L-Q_CPL (8)。

4.根据权利要求3所述的基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，

根据公式(1)得直流微网的状态微分方程为：

其中，阻尼系数α为：

振荡频率ω₀为：

为抑制暂态过程中直流母线电压的振荡，系统参数应满足过阻尼条件，即

α≥ω₀ (12)。

5.根据权利要求4所述的基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，其特征在于，所述S3中，在直流电压下垂控制中，若通过改进储能侧换流器的功率控制，可提供附加暂态电量，进而增加电源侧累积电量，即可扩大系统的动态稳定裕度，设计改进的下垂控制系数，具体包括：

在直流电压下垂控制中，引入直流母线电压u_dc和电压变化率du_dc/dt，通过改进储能侧换流器的功率控制，提供附加暂态电量，进而增加电源侧累积电量，即可扩大系统的动态稳定裕度，则下垂系数可设置为

式中，k_Σ为改进后的下垂控制系数；k_Q为附加电量控制系数；

改进控制后，t₀～t₁时间段内，系统电源侧的总电量Q_S表示为：

Q_S＝Q_S0+ΔQ_S (14)

式中，Q_S0为系统采用传统下垂控制策略时电源侧的初始电量；ΔQ_S为附加暂态电量；

由式(14)可知，在所提控制策略下，储能侧换流器可为系统提供附加暂态电量，表示为：

由附加暂态电量的表达式看出，在电量累积过程中，附加电量控制系数k_Q的作用与电容器等效，因此可将k_Q等效为储能侧的附加电容C_ad，表示为：

C_ad＝k_Q (16)

结合式(8)，系统的动态稳定裕度可扩展为：

ΔQ_CPLmax＝ΔQ_CPL+ΔQ_S (17)

为确保ΔQ_S>0，控制系数k_Q的正负需要考虑直流母线电压的动态变化，若处于额定电压以下时，恒功率负荷的功率P_L0＝-U² _sr/R_L，且随着负荷功率的增大，直流母线电压将减小；

故当P_L0≥-U² _sr/R_L时，u_dc≤u_sr，取k_Q<0；当P_L0<-U² _sr/R_L时，u_dc>u_sr，取k_Q>0。

6.根据权利要求5所述的基于暂态电量的直流电网电压稳定控制方法，其特征在于，所述步骤S4中，

将式(13)中改进的下垂系数k_∑代入式(1)，可得改进后系统阻尼系数α'为：

为使所提控制策略在抑制直流母线电压暂态过程振荡方面更具优势，根据α'>α对附加电量控制系数k_Q进行整定，有

Images