含恒功率负荷的直流微电网稳定性研究

发布时间：2023-02-14 10:57

　　直流微电网并网变流器作为直流系统与大电网的关键性接口装置,其控制策略的选择和线路滤波元件的参数设计将直接决定直流母线电压的电能质量。随着直流微电网技术的迅速发展,以及直流系统中恒功率负荷渗透率的大幅增加,传统的微电网稳定性分析方法不再适用于含有大量恒功率负荷的直流微电网。与阻性负荷相比,恒功率负荷的负阻抗特性会降低直流母线电压的稳定性,位于恒功率负荷前的滤波元件与电力电子变换装置之间的相互作用会引起母线电压谐振。直流母线电压在允许范围内是直流微电网稳定运行的基础,因此要保证直流系统可靠运行,合理的参数设计以及有效的控制方法缺一不可。文章以含有恒功率负荷的直流微电网为研究对象,详细分析恒功率负荷的负阻抗特性对直流母线电压稳定性的影响,并结合大信号分析法与小信号分析法提出双重阻尼控制方法来提高系统的抗干扰性能。具体研究内容如下:(1)在已有文献基础上,根据并网变流器的拓扑结构,建立其在两相同步旋转坐标系中的开关函数模型;依据阻抗特性对接入直流微电网的负荷进行分类,并建立恒功率负荷的理想模型和线性模型。(2)针对传统的稳定性分析方法不能有效给出恒功率负荷回路的滤波参数设计依据以及接入直流微电...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文的背景与意义
    1.2 负荷特性对直流微电网稳定性的影响
        1.2.1 直流微电网负荷分类
        1.2.2 恒功率负荷的负阻抗特性
    1.3 直流微电网稳定性研究现状
        1.3.1 小信号稳定性研究现状
        1.3.2 大信号稳定性研究现状
    1.4 论文的主要研究内容
2 直流微电网建模
    2.1 并网接口变流器的开关函数模型
        2.1.1 并网变流器在三相静止坐标系中的数学模型
        2.1.2 并网变流器在两相同步旋转坐标系中的数学模型
    2.2 变流器参数设计
        2.2.1 直流侧电压值确定
        2.2.2 网侧滤波电感设计
        2.2.3 直流侧母线电容设计
    2.3 直流微电网负荷的数学模型
        2.3.1 恒功率负荷对直流母线稳定性的影响
        2.3.2 恒功率负荷的数学模型
    2.4 本章小结
3 直流微电网大信号稳定性分析
    3.1 直流微电网中恒功率负荷的功率极限
    3.2 基于混合势函数理论的稳定性定理
        3.2.1 混合势函数理论的应用
        3.2.2 混合势函数稳定性定理
    3.3 直流微电网大信号建模
        3.3.1 混合势函数建模
        3.3.2 具有阻尼滤波电路的恒功率负荷混合势函数模型
    3.4 仿真结果及分析
    3.5 本章小结
4 直流微电网母线电压控制策略研究
    4.1 直流微电网变流器控制
    4.2 电压电流双闭环控制策略
    4.3 直流母线电压有源补偿方法
    4.4 仿真结果及分析
    4.5 本章小结
5 直流微电网的双重阻尼控制方法及其稳定性研究
    5.1 小信号稳定性分析方法
        5.1.1 阻抗比判据的提出
        5.1.2 阻抗比判据方法介绍
    5.2 直流微电网小信号稳定性分析
        5.2.1 阻尼滤波电路对系统小信号稳定性的影响
        5.2.2 双重阻尼控制方法对系统小信号稳定性的影响
    5.3 仿真结果及分析
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3742484