虚拟直流电机的参数自适应控制策略

王勉; 唐芬; 赵宇明; 吴学智; 牛靖凯; 许泽富

doi:10.7500/AEPS20190909001

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虚拟直流电机的参数自适应控制策略

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 虚拟直流电机的参数自适应控制策略
- Parameter Adaptive Control Strategy of Virtual DC Machine
- 电力系统自动化-方正平台 2020年44卷第14期页码：148-155
- 作者机构：
  
  1. 北京交通大学国家能源主动配电网技术研发中心，北京市 100044
  2. 北京电动车辆协同创新中心，北京市 100044
  3. 深圳供电局有限公司，广东省深圳市 518020
- 作者简介：
  
  王勉(1985—)，男，博士研究生，主要研究方向：新能源发电、微电网控制等。E-mail：17117421@bjtu.edu.cn
  唐芬(1984—)，女，通信作者，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：电力电子与电力传动、新能源发电、微电网控制等。E-mail：fent@bjtu.edu.cn
  赵宇明(1978—)，男，博士，教授级高级工程师，主要研究方向：电力系统、直流输配电等。E-mail：zhaoym97@sina.com
- 基金信息：
  
  中国南方电网有限责任公司科技项目(090000KK52180116);北京市自然科学基金委-教委联合资助项目(KZ201911232045)
- DOI：10.7500/AEPS20190909001
  中图分类号：
- 收稿日期：2019-09-09，
  
  修回日期：2020-01-15，
  
  网络出版日期：2020-07-02，
  
  纸质出版日期：2020-07-25
- 稿件说明：
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王勉,唐芬,赵宇明等.虚拟直流电机的参数自适应控制策略[J].电力系统自动化,2020,44(14):148-155.

WANG Mian,TANG Fen,ZHAO Yuming,et al.Parameter Adaptive Control Strategy of Virtual DC Machine[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(14):148-155.
王勉,唐芬,赵宇明等.虚拟直流电机的参数自适应控制策略[J].电力系统自动化,2020,44(14):148-155. DOI： 10.7500/AEPS20190909001.

WANG Mian,TANG Fen,ZHAO Yuming,et al.Parameter Adaptive Control Strategy of Virtual DC Machine[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(14):148-155. DOI： 10.7500/AEPS20190909001.

摘要

为了提升直流微电网的稳定性，虚拟直流电机控制被应用于直流变换器中，使变换器具有直流电机的外特性。但传统参数恒定的虚拟直流电机控制较难在提供惯性与阻尼支撑的同时实现较佳的动态性能。针对该问题，文中以Buck变换器作为研究对象。首先，建立虚拟直流电机控制小信号模型，分析了负载功率突变时转动惯量和阻尼系数对输出电压动态特性的影响。在此基础上，提出了虚拟直流电机参数自适应控制，给出了转动惯量和阻尼系数自适应调节原则和参数整定方法。最后，仿真与实验结果表明，相比传统虚拟直流电机控制策略，所提控制策略使系统在提供惯性和阻尼支撑的同时具有较快的响应以及较小的超调，可较好地抑制直流母线电压的波动。

Abstract

In order to improve the stability of the DC microgrid

the virtual DC machine (VDCM) control is applied to the DC converters

so that the converters have the external characteristics of the DC machine. However

the traditional VDCM with constant control parameters is difficult to supply inertia and damping support while achieving good dynamic performance. Aiming at this issue

Buck converter is taken as the research object in the paper. Firstly

the small-signal model of VDCM control is built

and the influence of inertia and damping coefficient on the dynamic characteristics of output voltage is analyzed when the load power changes suddenly. On this basis

an parameter adaptive control strategy based on VDCM is proposed

and the adaptive adjustment rules of inertia and damping coefficient and parameter setting method are given. Finally

the simulation and experimental results show that

compared with the traditional VDCM control strategy

the proposed control strategy can provide inertial and damping support while achieving faster response and smaller overshoot

which presents better fluctuation suppression of DC bus voltage.

关键词

Keywords

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