【摘要】：分布式電源系統(tǒng)因具有高可靠性、高功率密度以及高靈活性等優(yōu)點,被廣泛應用在新能源、通信、航空航天等領域。子系統(tǒng)單獨設計時可以滿足一定的穩(wěn)定性和動態(tài)性能要求,但是當多個子系統(tǒng)級聯(lián)成分布式電源系統(tǒng)時,有可能引起整個系統(tǒng)不穩(wěn)定。本文主要通過阻抗分析方法研究級聯(lián)系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因,并提出了降低輸出阻抗相應的解決辦法。針對兩個變換器級聯(lián)不穩(wěn)定的問題,本文首先通過狀態(tài)空間平均法建立了變換器的小信號模型,通過小信號模型得到前級源變換器的開環(huán)、閉環(huán)輸出阻抗及后級負載變換器的開環(huán)、閉環(huán)輸入阻抗,為分析阻抗特性以及優(yōu)化阻抗奠定了基礎;然后根據(jù)所建立的變換器模型推導了級聯(lián)系統(tǒng)通用的源效應和負載效應變換公式,提出適用于級聯(lián)系統(tǒng)廣義的阻抗判據(jù)方法;最后分析了級聯(lián)系統(tǒng)的恒功率負載特性以及閉環(huán)輸入、輸出阻抗特性,并給出相應的結論。針對級聯(lián)系統(tǒng)由于輸入、輸出阻抗的幅值產(chǎn)生交疊從而引起母線電壓產(chǎn)生較大幅值振蕩的問題,本文研究了母線電壓振蕩幅值的影響因素,并分析了級聯(lián)系統(tǒng)的性能,提出適用于級聯(lián)系統(tǒng)的阻抗優(yōu)化方法。通過輸出電流反饋降低了前級變換器輸出阻抗的尖峰幅值,有效地降低級聯(lián)系統(tǒng)母線電壓的振蕩幅值,從而提高了級聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過對兩個電壓反饋控制的Buck變換器級聯(lián)系統(tǒng)進行仿真,驗證了所提出的輸出電流反饋方法的有效性,降低了級聯(lián)系統(tǒng)的母線電壓紋波振蕩幅值。針對恒功率負載引起級聯(lián)系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題,分別從傳遞函數(shù)和環(huán)路增益的角度,給出了級聯(lián)系統(tǒng)不穩(wěn)定的原因,從而得出級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定的條件。針對現(xiàn)有阻抗比判據(jù)的保守性問題,分析了五種情況下輸入、輸出阻抗交疊時的相角范圍,提出了絕對穩(wěn)定性的條件,為級聯(lián)系統(tǒng)設計提供了理論依據(jù)。針對現(xiàn)有阻抗比判據(jù)僅從幅值特性判斷級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題,分析了阻尼濾波器對變換器輸入阻抗特性的影響,并給出了相應的結論。仿真結果驗證了從相角特性分析級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定的正確性。本文的研究主要為電力電子系統(tǒng)集成提供相應的理論依據(jù),同時為模塊化電源的設計提供了相應的工程設計參考。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN86
【圖文】：

于國家自然科學基金（編號：51777041），法進行研究。電子技術的發(fā)展，用電設備對供電系統(tǒng)提出了具有較高的功率密度、較快的暫態(tài)響應的同苛的需求。在具有單個集中供電的分布式電不足以滿足這些需求，而且當輸入、輸出電用單個變換器將降低整個系統(tǒng)的效率�？痰男枨�，分布式電源系統(tǒng)已經(jīng)成為電氣設其主要通過多個功率變換單元以不同的連接雜的功率供應結構，并且滿足了不同的負載少模塊要求的情況下，還為系統(tǒng)提供了冗余系統(tǒng)主要的連接方式有級聯(lián)、串聯(lián)和并聯(lián)等聯(lián)時組成的分布式電源系統(tǒng)。輸入電壓經(jīng)過母線電壓，然后該母線電壓通過直流母線分線電壓轉換為負載所需要的電壓水平。

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文爾濱工業(yè)大學、浙江大學、西安交通大學、南京航空航天了級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性相關研究工作的發(fā)展。于 Middlebrook 級聯(lián)系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性是電力電子模塊化和系統(tǒng)集成急需解信號模型是近似的線性化，忽略了系統(tǒng)的一些非線性因素作點附近將其線性化，主要的方法是狀態(tài)空間平均法。小于大信號穩(wěn)定性而言的，比如系統(tǒng)的切載、啟動等不適用析。對級聯(lián)系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的研究最早是 1976 年 Midd計濾波器時提出的級聯(lián)系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性判據(jù)，其后相關brook 判據(jù)[2]所存在的不足進行了相應的改進，如圖 1-2

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2718758