1.一种直流微电网集群的大信号稳定性分析方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:首先对直流微电网集群进行系统级的模型等效,先将直流微电网的等效电路模型简化为RLC电路网络,第i个直流微电网DCMGi由等效受控电压源V i、线路电阻r i、线路电感L i、母线电容C i和恒功率负载P CPLi组成,然后考虑设计条件;
根据考虑的设计条件,获得直流微电网集群系统的等效模型,得出描述其动态特性的状态空间方程,描述其动态特性的状态空间方程可表示为式中,i i为DCMGi内总电流,v busi为DCMGi直流母线电压,i it为第i条网间联络线上的电流;
S2:然后根据混合势理论,直接构造直流微电网集群系统模型的能量泛函,先根据混合势理论,其用于稳定性分析的标量函数的形式为其中,A(i)为电路中非储能元件的电流势函数,B(v)为电路中非储能元件的电压势函数,(i,Dv)为电路中电容的能量以及部分非储能元件的能量,它由电路的拓扑结构决定,D为常数矩阵,假设对一个电网络有以下微分方程
若 , , , , 是
的最小特征值, 是 的最小特征值;如果对于电路中所有i,v,有且当 时,有
当 时,系统的所有解在平衡点大范围渐进稳定;
然后对所述直流微电网集群等效电路模型构造混合势函数,并依据电路元件分为以下几个部分:等效电压源V i的电流势为
网内线路电阻r i的电流势为
网间联络线电阻r it的电流势为
恒功率负载P CPLi电流势为
网内母线电容C i的能量为
式中,i jt表示为i (i‑1)t或i nt,则直流微电网集群的混合势函数为
;
由Brayton‑Moser混合势理论稳定性定理可得;
得到确保直流微电网集群系统大信号稳定性的充分条件;
S3:在Lyapunov理论框架下进行系统的大信号稳定性评估,分析拓扑结构变化及关键参数对稳定区间的影响,先根据大信号稳定性判据,当集群系统中一条网间联络线断路时,直流微电网集群的拓扑为链形拓扑,分析所述直流微电网集群系统从环形拓扑变为链形拓扑后系统大信号稳定性情况。
2.根据权利要求1所述的一种直流微电网集群的大信号稳定性分析方法,其特征在于:所述S1中的考虑设计条件:
则,等效线路电阻r i可推导为
式中,r ik为蓄电池储能单元线路电阻,等效线路电感L i为
式中,L ik为蓄电池储能单元LC滤波器的电感,等效母线电容C i为
式中,C ik为蓄电池储能单元LC滤波器的电容,等效恒功率负载P CPLi为
式中,P CPLik为恒功率负载所需功率之和,P CPSi为可再生能源发电系统在最大功率点追踪模式下作为恒功率源所提供的功率。
3.根据权利要求1所述的一种直流微电网集群的大信号稳定性分析方法,其特征在于:所述S2中得到的环形拓扑下直流微电网集群系统大信号稳定性的充分条件为所述S2中得到的链形拓扑下直流微电网集群系统大信号稳定性的充分条件为其中,断路的网间联络线可为第1到第n条的任意一条,包含第1条和第n条。
4.根据权利要求1所述的一种直流微电网集群的大信号稳定性分析方法,其特征在于:所述S3中根据大信号稳定性判据,分析不同参数对系统大信号稳定性的影响,具体表现在,保持其他参数不变,研究某一个参数对系统大信号稳定性的影响,或者研究某两个参数之间对系统大信号稳定性影响的关系,研究某三个参数之间对系统大信号稳定性影响的关系。