電力電子變換器互聯(lián)的直流母線穩(wěn)定控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著功率電子變換技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的集中式發(fā)電系統(tǒng)及大電網(wǎng)形式已經(jīng)無法適應(yīng)于新一代可再生能源的開發(fā)與傳輸，再加之隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代直流負(fù)載所占比例大幅增加，為此直流分布式電源系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。由于直流分布式電源系統(tǒng)中是由許多電力電子變換器組成的，所以它們之間的相互作用，對整個直流分布式電源系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能都會產(chǎn)生巨大的影響，因此電力電子變換器的相互作用穩(wěn)定性研究問題是直流分布式電源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文是針對兩級級聯(lián)式直流分布

2、式電源系統(tǒng)穩(wěn)定性控制展開研究：
　　首先，基于阻抗比的判據(jù)，對直流分布式電源電力電子變換器級聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行了分析，并對常作為源變換器和負(fù)載變換器的非理想Buck變換器進(jìn)行小信號建模，推導(dǎo)出其單電壓PI控制閉環(huán)輸出輸入阻抗，并對可能影響輸出輸入阻抗的因素進(jìn)行了分析。又對常作為負(fù)載變換器的三相PWM逆變器進(jìn)行小信號建模，推導(dǎo)出其單電壓PI控制閉環(huán)輸入阻抗。分析了單電壓PI控制閉環(huán)Buck變換器和單電壓PI控制閉環(huán)三相PWM逆變器的輸入阻抗

3、在低頻段類似于恒功率負(fù)載的負(fù)阻抗特性。
　　其次，本文介紹了一種直流母線調(diào)節(jié)器，其能夠補(bǔ)償直流母線上的諧波和無功電流，并能穩(wěn)定由于直流分布式電源系統(tǒng)中電力電子變換器級聯(lián)阻抗不匹配造成的直流母線電壓的振蕩。通過直流母線調(diào)節(jié)器的主電路，分析了直流母線調(diào)節(jié)器的原理，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，設(shè)計(jì)了直流母線調(diào)節(jié)器的主要元件參數(shù)和控制策略。并進(jìn)行對流母線調(diào)節(jié)器的MATLAB仿真。
　　最后，針對雙閉環(huán)控制策略，搭建了直流母線調(diào)節(jié)器的實(shí)驗(yàn)平

4、臺，其中，系統(tǒng)控制芯片采用ST公司的STM32F103ZE，通過硬件電路與ARM程序調(diào)試，對本文提出直流母線調(diào)節(jié)器的進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明直流母線調(diào)節(jié)器在由于二級級聯(lián)系統(tǒng)閉環(huán)輸入阻抗與閉環(huán)輸出阻抗不匹配，造成直流母線電壓振蕩的情況下，能夠穩(wěn)定直流母線電壓。同時當(dāng)負(fù)載變換器，即單電壓PI控制閉環(huán)三相PWM逆變器，帶不平衡負(fù)載所造成的直流母線電壓的跌落和振蕩，直流母線調(diào)節(jié)器有很好的抑制作用。從而驗(yàn)證了本文所提出的直流母線調(diào)節(jié)器的可行性