)上式顯示了過調(diào)制時(shí)換流站的交流側(cè)輸入功率，可以看出其與、、相關(guān)，當(dāng)瞬時(shí)重負(fù)荷時(shí)主站功率需求大于其最大值時(shí)，電壓將持續(xù)跌落，使得主站與從站都發(fā)生過調(diào)制。此時(shí)，換流站無法實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，其功率將根據(jù)式（1.15）所示進(jìn)行變化，以實(shí)現(xiàn)功率平衡，最終使直流母線電壓在一低于額定電壓的穩(wěn)態(tài)點(diǎn)附近波動(dòng)或者穩(wěn)定在此穩(wěn)態(tài)點(diǎn)。（2）瞬時(shí)重負(fù)荷結(jié)束后由上述分析可以看出，當(dāng)瞬時(shí)重負(fù)荷過大時(shí)，瞬時(shí)重負(fù)荷持續(xù)期間，直流母線電壓低，因此在瞬時(shí)重負(fù)荷結(jié)束時(shí)，由式(1.15)可知，換流站主站交流側(cè)輸入的功率小于正常情況下可以輸入的最大功率。如果瞬時(shí)重負(fù)荷結(jié)束后負(fù)載足夠小，使得主站在低直流電壓仍然可以滿足功率的要求，此時(shí)直流母線電壓將上升，系統(tǒng)可以恢復(fù)到額定運(yùn)行狀態(tài)。而若瞬時(shí)負(fù)荷結(jié)束后，負(fù)荷值仍較大，使得換流站主站功率無法滿足功率的要求，此時(shí)系統(tǒng)將無法恢復(fù)到額定運(yùn)行狀態(tài)，直流母線電壓無法達(dá)到額定值，造成直流母線電壓的電壓偏差。1.3.3仿真驗(yàn)證對(duì)前述直流配電網(wǎng)設(shè)置不同情況的重負(fù)荷，第一種情況瞬時(shí)重負(fù)荷時(shí)換流站功率需求在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍內(nèi)，第二種和第三種情況超出穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍，且第三種情況瞬時(shí)重負(fù)荷結(jié)束后負(fù)荷遠(yuǎn)大于第二種情況，低電壓下主站功率無法滿足需求，得到直流母線電壓分別如圖4-13（a）、（b）、（c）所示。不同瞬時(shí)重負(fù)荷下直流母線電壓波形由上圖可以看出，當(dāng)瞬時(shí)重負(fù)荷較小時(shí)，直流配電網(wǎng)不會(huì)產(chǎn)生電壓偏差的問題，而當(dāng)瞬時(shí)重負(fù)荷增加，超出穩(wěn)態(tài)運(yùn)行范圍時(shí)，通過比較（b）、（c）可以看出，當(dāng)瞬時(shí)重負(fù)荷結(jié)束后，若負(fù)荷較大，使整流側(cè)在較低電壓下不能夠提供足夠的功率，會(huì)導(dǎo)致即使在瞬時(shí)重負(fù)荷結(jié)束后，直流配電網(wǎng)仍無法達(dá)到額定運(yùn)行狀態(tài)，將產(chǎn)生電壓偏差，驗(yàn)證了上文的分析。1.4解決方案由上述分析結(jié)論可知，瞬時(shí)重負(fù)荷時(shí)直流配電網(wǎng)產(chǎn)生上述電壓質(zhì)量問題的主要原因是換流站功率對(duì)瞬時(shí)重負(fù)荷的響應(yīng)能力有限，無法快速有效地應(yīng)對(duì)重負(fù)荷的要求。而光伏處電容及儲(chǔ)能設(shè)備能夠在瞬時(shí)重負(fù)荷時(shí)提供額外的功率響應(yīng)，因此考慮將其作為改善瞬時(shí)重負(fù)荷時(shí)電壓質(zhì)量的方案，并進(jìn)行了驗(yàn)證。1.1.1光伏電容支撐光伏直流并網(wǎng)時(shí)，光伏陣列經(jīng)過串并聯(lián)升壓擴(kuò)容后再經(jīng)DC/DC換流器與直流系統(tǒng)相連，根據(jù)DC/DC變換的環(huán)節(jié)數(shù)，光伏并網(wǎng)結(jié)構(gòu)可以分為單級(jí)式和雙級(jí)式。單級(jí)式結(jié)構(gòu)僅通過一級(jí)DC/DC換流器將光伏陣列接入直流電網(wǎng)中，結(jié)構(gòu)簡單，但對(duì)換流器的電壓增益等要求較高。兩級(jí)式結(jié)構(gòu)則先通過一級(jí)直流變換實(shí)現(xiàn)光伏陣列的升壓和匯流，然后再通過一級(jí)DC/DC換流環(huán)節(jié)接入直流電網(wǎng)，該種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、系統(tǒng)造價(jià)較高，但其對(duì)光伏的利用率高，且故障處理更有效。雙級(jí)式光伏并網(wǎng)結(jié)構(gòu)如圖4-14所示，雙級(jí)間電容模塊不存在與直流母線電壓的直接聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)了電容電壓與直流母線電壓的解耦，可以通過控制其電壓快速釋放或吸收功率，為瞬時(shí)重負(fù)荷提供一定的額外功率響應(yīng)。因此，將光伏并網(wǎng)系統(tǒng)改為雙級(jí)式光伏并網(wǎng)結(jié)構(gòu)，利用光伏電容支撐能夠改善瞬時(shí)重負(fù)荷時(shí)的電壓質(zhì)量，下述將利用仿真驗(yàn)證其可行性。雙級(jí)式光伏直流并網(wǎng)結(jié)構(gòu)為更明顯地分析其作用，增大電容值，通過控制使DC/DC變換器2在瞬時(shí)重負(fù)荷時(shí)快速改變占空比，使其在瞬時(shí)重負(fù)荷時(shí)提高額外功率支撐，對(duì)其進(jìn)行仿真，與不采用光伏電容支撐的方案進(jìn)行對(duì)比，得到直流母線電壓的曲線如圖4-15所示。采用光伏電容支撐前后直流母線電壓波形由上圖（a）、（b）可以看出，采用光伏處電容進(jìn)行支撐后，電壓暫降與暫升的程度減弱。由（c）、（d）可以看出，采用光伏電容支撐后，該種重負(fù)荷情況下系統(tǒng)將不存在電壓偏差問題。因此，光伏電容支撐能夠減小有功功率不平衡，對(duì)瞬時(shí)重負(fù)荷起到一定的支撐作用，改善瞬時(shí)重負(fù)荷時(shí)直流配電網(wǎng)的電壓質(zhì)量。1.1.2儲(chǔ)能支撐如今儲(chǔ)能技術(shù)迅速發(fā)展，存在機(jī)械儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能等多種儲(chǔ)能方式，隨著技術(shù)的發(fā)展，許多儲(chǔ)能裝置也可以實(shí)現(xiàn)快速充放電，因此其也可以在瞬時(shí)重負(fù)荷期間為系統(tǒng)提供能量來進(jìn)行支撐。在直流配電網(wǎng)中儲(chǔ)能設(shè)備通常通過DC/DC變換器接入配電網(wǎng)中，其結(jié)構(gòu)如圖4-16所示。添加儲(chǔ)能后直流配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在前述產(chǎn)生電壓質(zhì)量問題的模型中添加儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，對(duì)其進(jìn)行仿真得到直流母線電壓波形，并與不添加儲(chǔ)能環(huán)節(jié)的模型進(jìn)行對(duì)比得到圖4-17。采用儲(chǔ)能支撐前后直流母線電壓波形由上圖（a）、（b）可以看出，采用儲(chǔ)能進(jìn)行支撐后，電壓暫降與暫升程度減弱，采用儲(chǔ)能支撐能夠有效緩解瞬時(shí)重負(fù)荷造成的電壓暫降與暫升。由（