三相交流級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)及解決方案研究.pdf

1、分布式電源系統(tǒng)(Distributed Power System，DPS)近年來在通信電源、電力艦船、新能源發(fā)電等領域獲得廣泛應用。級聯(lián)結構是DPS的一種典型結構，即在電源和負載之間引入多級功率變換器模塊。各自能夠獨立穩(wěn)定工作的子模塊組成級聯(lián)系統(tǒng)后，源模塊和負載模塊之間的相互作用可能導致整個系統(tǒng)不穩(wěn)定。本文針對三相交流級聯(lián)系統(tǒng)，研究其穩(wěn)定性判據(jù)及提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的解決方案。三相交流級聯(lián)系統(tǒng)是一種多輸入-多輸出(MIMO)系統(tǒng)，其穩(wěn)定性的判

2、定可以采用廣義奈奎斯特判據(jù)(GNSC)。
　　本文首先介紹由三相LC濾波器和三相電壓型PWM整流器組成的三相交流級聯(lián)系統(tǒng)，并建立了其在 dq坐標系下的小信號模型。然后，根據(jù)小信號模型推導其MIMO等效模型?；贕NSC，提出一種簡化的三相交流級聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性判據(jù)。其優(yōu)點是可以將MIMO系統(tǒng)降階為單輸入-單輸出(Single Input Single Output，SISO)來進行研究?？梢岳弥绷骷壜?lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法，分析三相

3、交流級聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題。為三相交流級聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析提供了一種簡潔、直觀的方法。針對三相交流級聯(lián)系統(tǒng)，提出了一種基于虛擬阻抗的輸入阻抗調節(jié)策略。該方法對后級PWM整流器的輸入阻抗進行調節(jié)，使得其與前級LC濾波器的輸出阻抗?jié)M足本文提出的簡化穩(wěn)定性判據(jù)的要求，從而保證級聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定工作。接著給出了負載輸入阻抗調節(jié)器的設計實例，并通過仿真驗證其有效性。最后，在一臺20kW的三相交流級聯(lián)系統(tǒng)原理樣機上，通過實驗驗證了本文提出的簡化穩(wěn)定性判據(jù)的