基于Floquet理论的直流分布式电源系统建模与稳定性分析

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1、密级：公开学校代码：１０００４ＢＥＩＪＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文基于Ｆｌｏｑｕｅｔ理论的直流分布式电源系统建模与稳定性分析作者姓名任芳学科专业电气工程指导教师李虹教授培养院系电气工程学院二零＿八年三月硕士学位论文基于Ｆｌｏｑｕｅｔ理论的直流分布式电源系统建模与稳定性分析ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔｙＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＤＣＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎ

2、ＦｌｏｑｕｅｔＴｈｅｏｒｙ作者：任芳导师：李虹北京交通大学２０１８年３月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字曰期：年月＞曰签字曰期年？月＾曰

3、ｊ中图分类号：ＴＭ４６１学校代码：１０００４ＵＤＣ：６２．３：１密级公开北京交通大学硕士学位论文基于Ｆｕｅｔｌｏｑ理论的直流分布式电源系统建模与稳定性分析ＭｏｄｅｌｉｎａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔＡｎａｌｓｉｓｏｆＤＣＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＰｏｗｅｒＳｓｔｅｍｇｙｙｙＢａｓｅｄｏｎＦｌｏｑｕｅｔＴｈｅｏｒｙ：作者姓名：任芳学号１５１２１４６１：李虹职称导师姓名：教授：学位类别：工学学位级别硕士学科专业：电气工程研究方向：电

4、力电子与电力传动北京交通大学２０１８年３月ｉ致谢本论文的工作是在我的导师李虹教授的悉心指导下完成的，在这里我要特别感谢李虹老师。从本文的选题工作、研究中的问题到论文的撰写，我都得到了李虹老师的悉心指导和不懈支持。李虹老师严谨的治学态度、精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我，也必将使我受益终身。李虹老师不仅悉心指导我完成了实验室的科研工作，还在生活上给予了我很大的关心和帮助，在此谨向李虹老师致以衷心的感谢和崇高的敬意。同时，也十分感谢郑琼林教授、游小杰教

5、授、杨中平教授、林飞教授、郝瑞祥副教授、李艳副教授、黄先进副教授、杨晓峰副教授、孙湖老师、陈珂老师等电力电子所的所有老师，感谢他们在我学业上的指导与帮助！，我将铭记于心在实验室工作及撰写论文期间，得到了杨志昌、尚佳宁、徐艳明、朱博威、杨铎、房春雪等师兄师姐的帮助，在此向他们表达我的感激之情。感谢牟雅洁、刘伟然、郑丽娜、朱慧婷、曾洋斌、白志豪、朱宝、陈博伟、康猛等同学和朋友在学习生活中的关心和帮助。感谢我的师弟师妹郭钟雅、赵星冉、苏文哲、张晓超、冯超、在我论文工作中

6、的无私帮助。感谢我的舍友武晶晶、张颖同学，感谢你们的陪伴以及给我带来的快乐和难忘的宿舍生活。感谢我深爱的和深爱我的父母、弟弟和亲人，他们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业。ｉｉｉ中文摘要中文摘要直流分布式电源系统被广泛应用于国际空间站、航空、舰船、电动汽车、超级计算机等领域。在实际应用中，由于直流分布式电源系统中存在多个功率变换器模块间的相互作用，系统的稳定性问题日益突出。然而，传统的小信号建模与稳定性分析方法在复杂分布式电源系统及对稳定性

7、要求较高的场合中面临严峻挑－ｕ战。其中，用来分析并联ＤＣＤＣ变换器稳定性的Ｎｙｑｉｓｔ判据，其开环传递函数－的推导过于繁琐，公式过于冗长，难以推广应用到多模块并联ＤＣＤＣ变换器系统－ＤＣ变换器稳定性的Ｍ中。用来分析串联ＤＣｉｄｄｌｅｂｒｏｏｋ阻抗判据，其过于保守；且串联ＤＣ－ＤＣ变换器中子系统的阻抗求解过于复杂，亦难以推广应用到多级串联－ＤＣＤＣ变换器系统中－。为了能够精确有效地分析由并联ＤＣＤＣ变换器、串联ＤＣ－ＤＣ变换器为核心组成的直流分布式电源系统的稳定性，本文提出

8、了基于Ｆｌｏｕｅｔ理论的建模与稳定性分析方法。ｑ本文首先以平均电流模式控制下的两模块并联Ｂｕｃｋ变换器为例，推导了其基于Ｆｌｏｑｕｅｔ理论的稳定判据。将推导得出的稳定判据与传统的Ｎｙｑｕｉｓｔ判据作对比，对比结果揭示了本文提出的判据与Ｎｙｑｕｉｓｔ判据之间的内在联系。然后将Ｆｌｏｑｕｅｔ理论推广到了三模块及三模块以上的＃模块并联ＤＣ－ＤＣ变换器中，推导了ｉＶ模块并联Ｂｕｃｋ变换器的稳定判据一，进步搭建了三模块并联Ｂｕｃｋ变换器的仿真平台对稳定判据的正确性进行验证。