直流分布式电源系统稳定性分析.pdf

《直流分布式电源系统稳定性分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文直流分布式电源系统稳定性分析ANALYSISONSTABILITYOFDCDISTRIBUTEDPOWERSYSTEM肖奔奔哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM46学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文直流分布式电源系统稳定性分析硕士研究生：肖奔奔导师：张东来教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2018年06月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM46U.D.C:621.3Adissertationsubmittedinpartialfulfillmentof

2、therequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringANALYSISONSTABILITYOFDCDISTRIBUTEDPOWERSYSTEMCandidate：XiaoBenbenSupervisor：Prof.ZhangDonglaiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,2018Degree-C

3、onferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要分布式电源系统因具有高可靠性、高功率密度以及高灵活性等优点，被广泛应用在新能源、通信、航空航天等领域。子系统单独设计时可以满足一定的稳定性和动态性能要求，但是当多个子系统级联成分布式电源系统时，有可能引起整个系统不稳定。本文主要通过阻抗分析方法研究级联系统不稳定的原因，并提出了降低输出阻抗相应的解决办法。针对两个变换器级联不稳定的问题，本文首先通过状态空间平均法建立了变换器的小信号模型，通过小信号模型得到前级源变换器的开环、闭环输出阻抗及后级负

4、载变换器的开环、闭环输入阻抗，为分析阻抗特性以及优化阻抗奠定了基础；然后根据所建立的变换器模型推导了级联系统通用的源效应和负载效应变换公式，提出适用于级联系统广义的阻抗判据方法；最后分析了级联系统的恒功率负载特性以及闭环输入、输出阻抗特性，并给出相应的结论。针对级联系统由于输入、输出阻抗的幅值产生交叠从而引起母线电压产生较大幅值振荡的问题，本文研究了母线电压振荡幅值的影响因素，并分析了级联系统的性能，提出适用于级联系统的阻抗优化方法。通过输出电流反馈降低了前级变换器输出阻抗的尖峰幅值，有效地降低级联系统母线电压的振荡幅值，从而提高了级联系统的稳定性。通过对两个电压反馈控制的

5、Buck变换器级联系统进行仿真，验证了所提出的输出电流反馈方法的有效性，降低了级联系统的母线电压纹波振荡幅值。针对恒功率负载引起级联系统不稳定的问题，分别从传递函数和环路增益的角度，给出了级联系统不稳定的原因，从而得出级联系统稳定的条件。针对现有阻抗比判据的保守性问题，分析了五种情况下输入、输出阻抗交叠时的相角范围，提出了绝对稳定性的条件，为级联系统设计提供了理论依据。针对现有阻抗比判据仅从幅值特性判断级联系统稳定性的问题，分析了阻尼滤波器对变换器输入阻抗特性的影响，并给出了相应的结论。仿真结果验证了从相角特性分析级联系统稳定的正确性。本文的研究主要为电力电子系统集成提供相

6、应的理论依据，同时为模块化电源的设计提供了相应的工程设计参考。关键词：级联系统；小信号稳定性分析；恒功率负载；阻抗比判据-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractDistributedpowersystemiswidelyusedinnewenergy,communication,aerospaceandotherfieldsduetoitshighreliability,highpowerdensityandhighflexibility.Whenthesubsystemisdesignedseparately,itcanmeettherequirementso

7、fstabilityanddynamicperformance,butwhenseveralsubsystemsarecascadedintoadistributedpowersystem,itmayleadtotheinstabilityofthewholesystem.Inthisthesis,thereasonoftheinstabilityofcascadedsystemisstudiedbyimpedanceanalysis,andthecorrespondingsolutionstoreducetheo