研究背景
随着可再生能源的大量接入，直流微电网作为一种高效利用的系统被广泛应用。直流微电网一
般由多个电源、恒功率负载等功率模块组成，多个电源之间大多采用主从控制，即一个电源是
电压控制型作为主电源，其余电源是电流控制型作为从电源。在控制设计时通常能确保单个功
率模块独立运行时稳定，但组成系统时功率模块将会互相影响，从而降低系统稳定性。另一方
面，恒功率负载的负阻抗外特性会进一步加剧系统不稳定。
以往研究针对单源单负载、多源并联多负荷并联情形的稳定性，给出了很多有益结论，但经常
忽略系统节点之间的阻抗，或者给出的稳定性判据不能适用于环网。
解决的问题
针对含电压控制型主电源、电流控制型从电源、恒功率负载、系统节点间阻抗等复杂的主从控
制直流微电网的稳定性分析与提高问题：
1）给出的基于阻抗的主从控制直流微电网稳定性判据能兼容考虑系统节点间阻抗；稳定性判
据对系统结构无特定要求，可适用于放射型系统，也适用于环形系统，区别只在于系统导纳矩
阵；在各功率模块自身稳定的前提下，只与各功率模块的阻抗/导纳相关，相应的阻抗/导纳是
有明确物理意义的量，分析系统级稳定性时不用再顾及单个模块的稳定性，简化计算；能够将
系统节点导纳矩阵与其他部解耦；可分析含电压控制型主电源、电流控制型从电源、恒功率负
载、系统节点间阻抗等复杂直流微电网的稳定性，且易于扩展。
2）提出了基于双准PR控制器的有源阻尼控制方法，能够在不增加系统硬件成本和改变输出阻
抗低频段幅值的同时，有效地提高系统稳定性且不影响系统稳态潮流分布。
重点内容及创新点
文章给出了一种基于阻抗的主从控制下直流微电网系统稳定性判据，并提出了一种基于双准比
例谐振(PR)控制器的有源阻尼控制方法。首先，利用单元连接法对各电源、恒功率负载等功率
模块进行戴维南/诺顿等效，得到相应的阻抗/导纳，结合系统节点导纳矩阵给出了一种基于阻
抗的主从控制直流微电网的稳定性判据。其次，通过双准PR控制器在电压控制型主电源输出
阻抗中串入有源阻尼，能有效降低输出阻抗幅值的峰值，提高系统稳定性，同时不改变输出阻
抗的低频段幅值。最后，三机四节点环形直流微电网的仿真结果验证了所提稳定性判据和有源
阻尼控制方法的有效性。
结论
本文给出了一种基于阻抗的主从控制直流微电网稳定性判据和一种基于双准PR控制器的有源
阻尼控制方法。该判据只与各功率模块的阻抗/导纳相关，与系统节点导纳矩阵解耦，比较直
观，易于扩展；既适用于放射型系统，也适用于环形系统。提出的有源阻尼方法有效地提高
了系统稳定性，同时不影响系统稳态潮流分布。三机四节点环形直流微电网的仿真结果验证
了所提稳定性判据和有源阻尼控制方法的有效性。
后续研究
此外，当直流微电网中存在多个电压控制型电源进行下垂控制时，可建立其戴维南等效电路获得其输出阻抗，亦可构建相应的对等控制下直流微电网稳定性判据，这将在之后的研究中作进一步的分析。
作者介绍
胡辉勇
胡辉勇(1991)，男，博士研究生，研究方向为微电网稳定性分析与控制等，E-mail：huhuiyong@ zju.edu.cn。
团队介绍
浙江大学电气工程学院拥有电气工程国家重点一级学科，先后被列入国家“211”和“985”工程重点建设项目，拥有电力电子技术国家专业实验室、电力电子国家工程研究中心和浙江省海洋可再生能源电气装备与系统重点实验室。学院在新能源开发利用领域研究历史悠久，研发实力雄厚，在多项国家科技支撑计划、863项目、国家自然科学基金、省部级重大项目等支持下，对新能源中风电、光伏、储能等相关利用和并网技术进行了理论到实践的深入研究，研究成果得到了国内外学术界及社会的认可，如“高压直流输电工程成套设计自主化技术开发与工程实践”获2011年国家科技进步一等奖，“复杂非线性电力系统的稳定控制与智能优化理论与方法的研究”成果获2008年获国家自然科学二等奖，“新型高增益高效率变流器拓扑、控制及其应用”获2011年浙江省科技进步一等奖等省部级以上奖励12项。
浙江大学分布式发电与交直流混合供电研究团队由韦巍教授、项基教授、彭勇刚教授、于淼博士等人组成，目前拥有教授3人，讲师1人，研究生30余人。在分布式发电、交直流混合供电与微网、智能电气装备与自动化等方向有着丰富的研究成果。近年来，牵头承担了国家十二五主题项目“海流能发电与海岛新能源供电关键技术(2011AA050200)”，参与承担国家863项目“高密度分布式能源接入交直流混合微电网关键技术(2015AA050104)”、“基于分布式能源的用户侧智能微电网关键技术研究与集成示范(2014AA052001)”、国家重点研发计划“含高密度新能源发电的电网源荷端动态响应与自愈控制(2016YFB0900605)”、“高可靠交直流混合配电网关键技术研究与示范(2016YFB0900503)”、“适用于分布式可再生能源交直流互联的关键设备研制(2017YFB0903303)”、国家自然科学基金“AC/DC 混合微网即插型分级智能控制理论与算法研究（51377142）”等科研项目。
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