隨著新能源發(fā)電技術(shù)、DC/DC功率變換技術(shù)和儲能技術(shù)的飛速發(fā)展,直流微電網(wǎng)技術(shù)已逐漸成為船舶綜合電力系統(tǒng)的主要研究方向。在船舶直流微電網(wǎng)中,為保證恒功率負(fù)載的輸入側(cè)電壓平穩(wěn),通常在直流母線與恒功率負(fù)載之間級聯(lián)LC輸入濾波器以濾除母線電壓中的高頻干擾。若LC輸入濾波器的濾波電容值較小,恒功率負(fù)載的負(fù)阻抗特性將會降低級聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定裕度,引發(fā)系統(tǒng)的諧振現(xiàn)象,造成輸入電壓和輸出電壓的波動。針對以上問題,本文以船舶直流微電網(wǎng)中的恒功率負(fù)載級聯(lián)系統(tǒng)為研究對象,主要研究內(nèi)容如下:首先對課題研究背景、意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。然后介紹船舶直流微電網(wǎng)中恒功率負(fù)載級聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),對系統(tǒng)中的DC/DC變換器進(jìn)行建模,設(shè)計(jì)其電壓閉環(huán)控制器,并建立恒功率負(fù)載級聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型;在此基礎(chǔ)上,根據(jù)Middlebrook阻抗比判據(jù)對級聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行分析,推導(dǎo)出系統(tǒng)的穩(wěn)定約束條件,闡明其諧振現(xiàn)象產(chǎn)生的原因;為抑制諧振現(xiàn)象的產(chǎn)生,首先采用了一種基于阻尼電阻法的無源阻尼控制策略,該策略通過在恒功率負(fù)載兩端并聯(lián)阻尼電阻來提高系統(tǒng)的阻尼系數(shù),有效地抑制了諧振現(xiàn)象,但阻尼電阻的引入導(dǎo)致系統(tǒng)消耗的功率增大,因此其效率較低;... 

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明表
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 船舶直流微電網(wǎng)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 船舶直流微電網(wǎng)中的恒功率負(fù)載及其負(fù)阻抗特性
    1.4 恒功率負(fù)載中DC/DC變換器的建模方法
    1.5 恒功率負(fù)載級聯(lián)系統(tǒng)的諧振抑制策略
        1.5.1 無源阻尼控制策略
        1.5.2 有源阻尼控制策略
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
2 船舶直流微電網(wǎng)恒功率負(fù)載級聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及建模
    2.1 船舶直流微電網(wǎng)中的恒功率負(fù)載級聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    2.2 恒功率負(fù)載級聯(lián)系統(tǒng)中的DC/DC變換器建模
        2.2.1 Buck變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        2.2.2 Buck變換器的小信號線性模型
    2.3 DC/DC變換器的電壓閉環(huán)控制器設(shè)計(jì)
    2.4 恒功率負(fù)載級聯(lián)系統(tǒng)建模
        2.4.1 LC輸入濾波器的輸出阻抗
        2.4.2 電壓控制模式下Buck變換器的輸入阻抗
    2.5 本章小結(jié)
3 恒功率負(fù)載級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與無源阻尼控制策略
    3.1 恒功率負(fù)載級聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析
        3.1.1 恒功率負(fù)載級聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定條件
        3.1.2 基于Middlebrook阻抗比判據(jù)的級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        3.1.3 級聯(lián)系統(tǒng)的諧振實(shí)驗(yàn)及分析
    3.2 基于阻尼電阻法的無源阻尼控制策略
        3.2.1 基于阻尼電阻法的級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定條件
        3.2.2 基于阻尼電阻法的級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        3.2.3 基于阻尼電阻法的諧振抑制實(shí)驗(yàn)及分析
    3.3 本章小結(jié)
4 基于虛擬阻容前饋回路的有源阻尼控制策略
    4.1 虛擬阻容前饋回路設(shè)計(jì)
        4.1.1 二階低通濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)
        4.1.2 比例增益控制器參數(shù)設(shè)計(jì)
    4.2 基于虛擬阻容控制策略的系統(tǒng)性能分析
        4.2.1 引入虛擬阻容前饋回路的變換器輸入阻抗
        4.2.2 基于虛擬阻容控制策略的系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        4.2.3 基于虛擬阻容控制策略的音頻衰減率分析
    4.3 基于虛擬阻容控制策略的仿真實(shí)驗(yàn)及分析
        4.3.1 諧振抑制實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 負(fù)載功率突變實(shí)驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
5 基于虛擬純電阻前饋回路的有源阻尼優(yōu)化策略
    5.1 虛擬純電阻前饋回路設(shè)計(jì)
        5.1.1 二階帶通濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)
        5.1.2 一階低通濾波器參數(shù)設(shè)計(jì)
    5.2 基于虛擬純電阻優(yōu)化策略的系統(tǒng)性能分析
        5.2.1 基于虛擬純電阻優(yōu)化策略的系統(tǒng)穩(wěn)定性分析
        5.2.2 基于虛擬純電阻優(yōu)化策略的音頻衰減率分析
    5.3 基于虛擬純電阻優(yōu)化策略的仿真實(shí)驗(yàn)及分析
        5.3.1 諧振抑制實(shí)驗(yàn)對比分析
        5.3.2 負(fù)載功率突變實(shí)驗(yàn)對比分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3660518