直流微电网储能系统有源阻尼控制策略

发布时间：2021-06-25 09:53

　　为解决直流微电网储能系统中LC输入滤波器与恒功率负载级联所带来的系统谐振问题,提出了一种有源阻尼控制策略。建立了电流控制模式下Buck变换器的小信号模型,并根据Middlebrook阻抗比判据对系统稳定性进行分析,阐明其谐振产生机理。将传统的低通滤波器进行改进,设计了一种谐振滤波器,并在电流环上引入由谐振滤波器和比例控制器组成的电压前馈环节,通过对恒功率负载的负阻抗特性进行补偿,使得级联系统的阻抗比满足Middlebrook阻抗比判据。通过奈奎斯特图对补偿后的系统稳定性进行论证,并通过仿真实验验证了该策略的有效性。 

【文章来源】：电源技术. 2020,44(10)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

图３?阻抗比２＾ｓ）／４（ｓ）的奈蛮斯特图??２

谐振滤波器的有源阻尼控制策略。将前馈回路中的二阶低通??滤波器改进为谐振滤波器，提高了系统抑制谐振的能力；同??时，通过改变比例控制器的增益系数，使得系统的动态响应速??度更快。最终利用奈奎斯特图对补偿后系统的稳定性进行了??分析，并在Ｍａｔｌａｂ上进行仿真实验，验证了该策略的有效性。??图２?电流控制模式下Ｂｕｃｋ变换器小信号模型控制框图??的稳态输人电流值；４为电感电流的稳态值；Ｄ为稳态时的占??空比。??１级联系统的谐振分析??电流控制模式下Ｂｕｃｋ变换器级联系统结构如图１所示，??设尾（ｓ）和厶（ｓ）分别表示ＬＣ滤波器的输出阻抗和Ｂｕｃｋ变换??器的输入阻抗，由Ｍｉｄｄｌｅｂｒｏｏｋ阻抗比判据可知，级联系统的??稳定性可以通过阻抗比的奈奎斯特图来确定，因此??为了分析系统稳定性，首先应导出＆（８）和４（５）。?????４?ＶＶＶ???Ｖｇ?￣＼??？?ｌ??ｙｍ??￡■??ｌ??ｃ??ｌ?－??二??功卜」ｕ??ｄ??￣?Ｚｍ（ｓ）??Ｌ＾ｈ?ｐｉ控制器－??４?Ｖｗ??４ｆ??图１?电流控制模式下Ｂｕｃｋ变换器级联系统结构??由图１可推出ＬＣ输入滤波器的输出阻抗为：??ＬｆＳ－ｂＲｆ??ＬｆＣｆｓ２?＋?ＲｆＣｆｓ?＋?１??谱振频率为：??ｆｒ??２?ｎｊＬｆＣｆ??Ｂｕｃｋ变换器中ＬＣ输出滤波器的传递函数为：??Ｆ（ｓ）?＝?＾???ｌ＾ＣＬｓ２?＋Ｌｓ?＋?Ｒｔ??输出电流到电感电流的传递函数为：??．１轉??Ｇ（ｓ）－－??ｉ〇（ｓ）??－－ｌ＾Ｃｓ?＋?ｌ??（１）??（２）??（３）??图２为电流控制模式下Ｂｕｃｋ变换器小信号模型的

图２?电流控制模式下Ｂｕｃｋ变换器小信号模型控制框图??的稳态输人电流值；４为电感电流的稳态值；Ｄ为稳态时的占??

【参考文献】：
期刊论文
[1]船舶直流组网电力推进技术发展优势[J]. 杨光,牟照欣,吴迪,贾颜培,孙逊.  舰船科学技术. 2017(13)
[2]直流微电网关键技术研究综述[J]. 李霞林,郭力,王成山,李运帷.  中国电机工程学报. 2016(01)
[3]微电网技术综述[J]. 杨新法,苏剑,吕志鹏,刘海涛,李蕊.  中国电机工程学报. 2014(01)



本文编号：3248996