直流微网下DC-DC变换器级联稳定性研究
发布时间：2021-02-18 00:06
随着光伏、蓄电池等直流源的推广应用,直流微网获得了广泛的关注。直流微网中有着大量的DC-DC变换器,这些变换器通过并联、级联等连接方式连接在一起。在这些连接方式中,级联结构中源变换器的负载不再是电阻或大电网,常见的以电阻或大电网作为负载的变换器稳定性分析理论不再适用,因此需要重新建模分析级联DC-DC的稳定性。本文中DC-DC变换器采用双向有源全桥（Dual Active Bridge,DAB）结构,这一拓扑结构有着能够实现隔离、易于实现软开关、能量密度高等特点。文中双向有源全桥采用传统移相控制并分析了在理想情况下以及非理想情况下传输功率与移相角的关系。随后分析了理想情况下双向有源全桥的变换器特性。没有损耗的理想DC-DC变换器可以用一个无损两端口网络来表示变换器的动态特性。本文分别建立了双向有源全桥基于变压器和基于回转器的开环等效模型,并在比较了两种模型后选取回转器作为双向有源全桥的等效两端口网络。考虑到恒压控制器为下垂系数是0的下垂控制,建立了采用下垂控制的变换器的闭环模型并分析了控制参数对变换器稳定性的影响。然后基于单个变换器的闭环模型建立了级联系统的闭环模型并分析了系统参数对级...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
负载变化时DAB输出
k变化时DAB输出
Figure 5-7 Output of DAB while k changes5.2.2 级联系统实验验证图5-8所示为级联系统在负载从半载变为满载时源端变换器的输出电压与输出电流波形，源端变换器的控制系统除下垂控制的额定工作点之外所有参数均与单个变换器实验中参数相同。负载变换器的负载与单个变换器实验的负载相同，半载时源端变换器的输出功率等于下垂控制的额定功率，所以源端变换器的输出电压为下垂控制器的额定电压，与图中的半载时的电压相同。因为级联线路上的损耗以及负载变换器的损耗，源端变换器的输出电流大于图中的输出电流。可以看到变换器的动态性能和稳态性能差于单个变换器接电阻负载时的动态性能和稳态性能。(a)电压波形 (b)电流波形voutiout图 5-8 负载变化时源变换器动态特性Figure 5-8 Dynamic characteristics of source converter while load changes图5-9所示为级联系统的负载从半载变为满载时的输出电压和输出电流波形图，此处控制参数与级联系统动态性的参数不同。可以看到级联系统在负载变换器半载的时候稳定，当负载变换器的负载变为满载时，源变换器的输出电压下降，
【参考文献】：
期刊论文
[1]可再生能源发展“十三五”规划（上）[J]. 太阳能. 2017(02)
[2]双向DC/DC变换器阻抗特性及稳定性研究[J]. 支娜,张辉,郑航,冉宝春. 电力电子技术. 2015(08)
[3]我国低碳发展与碳市场[J]. 姜克隽. 中国科技投资. 2012(08)
[4]世界风力发电现状与前景预测[J]. 罗承先. 中外能源. 2012(03)
[5]分布式电源系统中变换器的输出阻抗与稳定性分析[J]. 佟强,张东来,徐殿国. 中国电机工程学报. 2011(12)
[6]我国能源利用现状与对策[J]. 许红星. 中外能源. 2010(01)
[7]低碳经济:未来四十年我国面临的机遇与挑战[J]. 郭万达,郑宇劼. 开放导报. 2009(04)
[8]微网研究中的关键技术[J]. 丁明,张颖媛,茆美琴. 电网技术. 2009(11)
[9]电压模式Buck变换器的分岔控制[J]. 卢伟国,周雒维,罗全明,张晓峰. 电工技术学报. 2009(04)
[10]级联式DC/DC变换器输出阻抗的优化设计与稳定性[J]. 姚雨迎,张东来,徐殿国. 电工技术学报. 2009(03)
博士论文
[1]含多种分布式能源的微电网优化及控制策略研究[D]. 薛贵挺.上海交通大学 2014
[2]分布式发电与微网系统多目标优化设计与协调控制研究[D]. 王瑞琪.山东大学 2013
[3]电流控制型DC-DC级联系统大信号稳定性关键问题研究[D]. 杜韦静.浙江大学 2013
硕士论文
[1]用于固态变压器的双有源DC/DC变换器拓扑及控制策略研究[D]. 满敬彬.山东大学 2014
[2]双向隔离型全桥DC-DC变换器新型控制方式研究[D]. 时小龙.北京交通大学 2014
[3]双管正激双向DC-DC变换器研究[D]. 童小龙.西南交通大学 2013
[4]面向微电网应用的高频隔离DCDC电路[D]. 倪晨鸿.中国计量学院 2013
[5]并网电池储能系统中双向变流器的研究[D]. 武凤霞.哈尔滨工业大学 2013
[6]直流微网中双向DC/DC变换器的研究[D]. 胡舒阳.扬州大学 2013
[7]基于充放电的双向直流电力调节器设计与实现[D]. 曾程.武汉理工大学 2012
[8]6kW双向直流变换器的研发[D]. 陈搏.武汉理工大学 2012
本文编号：3038751
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
负载变化时DAB输出
k变化时DAB输出
Figure 5-7 Output of DAB while k changes5.2.2 级联系统实验验证图5-8所示为级联系统在负载从半载变为满载时源端变换器的输出电压与输出电流波形，源端变换器的控制系统除下垂控制的额定工作点之外所有参数均与单个变换器实验中参数相同。负载变换器的负载与单个变换器实验的负载相同，半载时源端变换器的输出功率等于下垂控制的额定功率，所以源端变换器的输出电压为下垂控制器的额定电压，与图中的半载时的电压相同。因为级联线路上的损耗以及负载变换器的损耗，源端变换器的输出电流大于图中的输出电流。可以看到变换器的动态性能和稳态性能差于单个变换器接电阻负载时的动态性能和稳态性能。(a)电压波形 (b)电流波形voutiout图 5-8 负载变化时源变换器动态特性Figure 5-8 Dynamic characteristics of source converter while load changes图5-9所示为级联系统的负载从半载变为满载时的输出电压和输出电流波形图，此处控制参数与级联系统动态性的参数不同。可以看到级联系统在负载变换器半载的时候稳定，当负载变换器的负载变为满载时，源变换器的输出电压下降，
【参考文献】：
期刊论文
[1]可再生能源发展“十三五”规划（上）[J]. 太阳能. 2017(02)
[2]双向DC/DC变换器阻抗特性及稳定性研究[J]. 支娜,张辉,郑航,冉宝春. 电力电子技术. 2015(08)
[3]我国低碳发展与碳市场[J]. 姜克隽. 中国科技投资. 2012(08)
[4]世界风力发电现状与前景预测[J]. 罗承先. 中外能源. 2012(03)
[5]分布式电源系统中变换器的输出阻抗与稳定性分析[J]. 佟强,张东来,徐殿国. 中国电机工程学报. 2011(12)
[6]我国能源利用现状与对策[J]. 许红星. 中外能源. 2010(01)
[7]低碳经济:未来四十年我国面临的机遇与挑战[J]. 郭万达,郑宇劼. 开放导报. 2009(04)
[8]微网研究中的关键技术[J]. 丁明,张颖媛,茆美琴. 电网技术. 2009(11)
[9]电压模式Buck变换器的分岔控制[J]. 卢伟国,周雒维,罗全明,张晓峰. 电工技术学报. 2009(04)
[10]级联式DC/DC变换器输出阻抗的优化设计与稳定性[J]. 姚雨迎,张东来,徐殿国. 电工技术学报. 2009(03)
博士论文
[1]含多种分布式能源的微电网优化及控制策略研究[D]. 薛贵挺.上海交通大学 2014
[2]分布式发电与微网系统多目标优化设计与协调控制研究[D]. 王瑞琪.山东大学 2013
[3]电流控制型DC-DC级联系统大信号稳定性关键问题研究[D]. 杜韦静.浙江大学 2013
硕士论文
[1]用于固态变压器的双有源DC/DC变换器拓扑及控制策略研究[D]. 满敬彬.山东大学 2014
[2]双向隔离型全桥DC-DC变换器新型控制方式研究[D]. 时小龙.北京交通大学 2014
[3]双管正激双向DC-DC变换器研究[D]. 童小龙.西南交通大学 2013
[4]面向微电网应用的高频隔离DCDC电路[D]. 倪晨鸿.中国计量学院 2013
[5]并网电池储能系统中双向变流器的研究[D]. 武凤霞.哈尔滨工业大学 2013
[6]直流微网中双向DC/DC变换器的研究[D]. 胡舒阳.扬州大学 2013
[7]基于充放电的双向直流电力调节器设计与实现[D]. 曾程.武汉理工大学 2012
[8]6kW双向直流变换器的研发[D]. 陈搏.武汉理工大学 2012
本文编号：3038751
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3038751.html
教材专著
