直流电机

为了增强直流微电网中分布式储能系统的惯性，并在线路阻抗不匹配的情况下实现各储能单元(energy storage unit, ESU)的荷电状态(state of charge, SOC)均衡，提出一种基于虚拟直流电机(virtual DC machine, VDCM)的分布式储能系统能量动态分配策略。首先，将VDCM技术应用到储能侧控制中，利用VDCM的输出特性增强系统的抗扰能力。然后，利用电枢回路方程输出特性，并根据储能系统能量分配需求，动态设计虚拟电枢电阻，使其可随SOC在规定界限内自适应变化，实时调整各变换器的输出功率，并引入压降调节因子动态微调各变换器输出虚拟压降至相等，从而补偿线路阻抗的不匹配度，实现各ESU的SOC均衡。此外，采用一致性算法在相邻ESU间获得所需平均值信息，增强系统的可扩展性。最后，搭建光伏多储能直流微电网系统模型，仿真和实验结果验证了所提控制策略的合理性和有效性。

为实现中低压直流互联场景中串并联直流固态变压器的高效传输和灵活调压，组合CLLLC变换器模块和Buck/Boost-CLLLC变换器模块形成新的混合型串并联双向直流固态变压器(hybrid series-parallel bi-directional DC solid state transformer, HSBDCSST)，使其兼具Buck/Boost-CLLLC变换器的双向灵活调压和CLLLC变换器的双向高效传输优势。同时提出了CLLLC模块的同步方波控制和Buck/Boost-CLLLC模块的改进虚拟直流电机(improvement virtual direct current motor, IVDCM)控制。其中各CLLLC模块采用同一个固定频率占空比为50%的方波进行控制以保证高效率。而对于Buck/Boost-CLLLC模块，在传统虚拟直流电机(virtual direct current motor, VDCM)控制的基础上引入直流电机额定角速度随机械功率按比例变化的环节，构成IVDCM控制策略，实现调压并改善直流变压器的惯性阻尼特性，有效提高了系统的响应速度与动态特性。最后搭建3模块串并联系统的Matlab/Simulink仿真模型及实验平台，验证了该控制方法的有效性。