低压直流供电系统稳定性研究

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1、分类号TM721密级公开单位代号10256学号ys1210221046硕士学位论文DissertationforMaster’sDegree低压直流供电系统稳定性研究学位申请人：杨道培指导教师：曹炜副教授学科专业：电气工程学院电力系统及其自动化学位类别：工学硕士所属院系：电气工程学院2015年5月分类号TM721密级公开单位代号10256学号ys1210221046上海电力学院硕士学位论文低压直流供电系统稳定性研究学位申请人：杨道培指导教师：曹炜副教授学科专业：电气工程学院电力系统及其自动化学位类别：工学硕士论文定稿日

2、期：2015.05上海电力学院位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日I上海电力学院学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅

3、。本人授权上海电力学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日II摘要低压直流供电系统稳定性研究摘要近年来，随着分布式电源的快速发展和电力电子技术的不断成熟，电网中电源和负载的组成都有了明显的变化，采用直流的设备增多。相对于传统交流电网，低压直流供电系统具有便于控制、损耗低、电能质量高等显著优点，且不需要对电压的

4、相位和频率进行跟踪，可控性和可靠性更高，因而有可能更适合分布式电源与负载的接入。目前直流供电系统研究较多的控制方式是下垂控制策略，该策略的扩展性和冗余性较好。本文针对采用公共母线结构的低压直流供电系统研究其在电源下垂控制策略下的系统稳定性问题，主要内容包括：1）对低压直流供电系统中的主要变流装置进行了建模和参数设计，包括AC/DC整流器和DC/DC直流斩波器。AC/DC整流器采取了SVPWM控制策略，DC/DC变流器采取了电压电流双环控制策略，并在Matlab/Simulink中对两种变流器进行了时域仿真。2）根据直流

5、微电网系统结构和控制策略，写出了系统的状态空间方程并进行了小扰动稳定性分析，得出了在采取不同下垂系数时的系统特征值轨迹。算例结果表明，在设置合理的控制器参数和滤波器参数的前提下，III上海电力学院硕士学位论文直流微电网在下垂系数较大时仍能保持稳定。为分析系统的暂态稳定性，对所研究的直流微电网进行了时域仿真，仿真结果验证了小扰动稳定性分析的正确性。3）针对低压直流供电系统的功率分配问题，分析了连线电阻对微源间功率分配的影响，指出了连线电阻不能忽略的原因，和功率分配受连线电阻影响的原因。提出了基于公共母线电压反馈信号的下垂

6、控制改进方案，能实现各微源间功率按下垂系数成反比分配，有利于负荷功率在各微源间按相同负荷率分配。在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型，验证了下垂控制改进方案的有效性。关键词：低压直流供电系统，下垂控制，小干扰稳定性，功率分配IV摘要STABILITYOFLOWVOLTAGEDCPOWERDISTRIBUTIONSYSTEMABSTRACTInrecentyears,withtherapiddevelopmentofdistributedpowerandpowerelectronics,powerandloa

7、dingridhasobviouschanges,moreDCdeviceshavebeenused.ComparedwithtraditionalACgrid,lowvoltageDCpowerdistributionsystemhasmanysignificantadvantages,suchaseasytocontrol,lowloss,highpowerquality,anddoesnotrequiretrackingthefrequencyandthephaseofvoltage.ThereforeDCpow

8、erdistributionsystemhasgreatercontrollabilityandreliabilitythatispossiblemoresuitablefordistributedpowerandloadaccess.Currently,droopcontrolstrategyisstudiedwidelyinD