摘要：直流侧串联交流侧并联的级联换流器拓扑目前是中低压小容量场景下输电系统换流器的较优选择,针对级联换流器直流侧电容均压问题,以级联换流器的数学模型为基础,提出了一种可以向全/高比例新能源微电网供电的具备均压功能的级联换流器控制策略,包括均压定电压/频率控制和均压优化下垂控制,并根据混合势函数理论分析了所提控制策略的大信号稳定性,给出了控制器的参数设计要求。相比传统均压策略,提出的策略不仅能参与系统的频率控制/调节,均压优化下垂策略还能免去模块间的数据通信。仿真结果表明,所提策略能在稳态和各种故障工况下实现均压功能,实现了对全/高比例新能源微网的频率调节,保证系统频率不超出安全阈值。

摘要：恒功率储能并网逆变器具有典型非线性特征,当受到大扰动情况下,基于储能逆变器构成的微网系统难以平稳运行。因此为了保证系统能在受到大扰动之后回归稳定运行,必须对储能并网逆变器进行大信号稳定性分析。这里主要应用混合势函数理论,提出一种非线性稳定性分析的方法,并提出基于大信号模型的致稳控制策略。利用Matlab中的Simulink模块建立了恒功率储能并网逆变器的仿真模型,分析大信号稳定域,进而对控制参数进行优化设计。最后搭建实物平台,进行了相关实验,实验结果显示系统的动态性能大幅提高,系统稳定域增大,从而提高了系统的稳定性。

摘要：直流微网中的一类功率变换器表现为恒功率特性,电压变化时呈现负阻抗特性,极易引起母线电压振荡甚至崩溃。为此,以含恒功率负载直流微网为研究对象。首先,分析了直流微网系统存在静态工作点的条件,并在此基础上,利用李雅普诺夫稳定性第一定理分析了系统的小扰动稳定性。然后,基于混合势函数理论并结合LaSalle不变集定理,分析了系统的大扰动稳定性,得到了系统静态稳定和小扰动稳定的解析判据,并且得到了系统平衡点的估计吸引域,为直流微网系统的设计提供了参考依据。最后,通过Matlab/Simulink仿真软件验证了所得稳定性判据和估计吸引域的正确性。

摘要：为解决直流微电网Buck变换器对低压直流母线电压调节能力弱的问题,本文提出了一种新的控制策略。该策略通过建立带等效恒功率负载的Buck变换器的Brayton-Moser模型,构建Buck变换器系统混合势函数,设计功率成形控制器。同时,针对等效恒功率负载的负载功率未知问题,设计了功率观测器实现对恒功率负载的负载功率进行实时观测。仿真结果表明,与PI双闭环控制、外环PI内环无源控制策略相比,本文所提出的控制策略能更好地提升Buck变换器对低压直流母线电压的动态与稳态调节性能。

摘要：恒功率负载(CPL)呈现负阻抗特性,成为系统不稳定的诱因。当前的稳定性研究以小信号分析为主,是基于平衡点附近的线性化分析,不能在大范围内揭示动态特性,而当前基于大信号稳定性的研究主要以开环为主,闭环控制型的电力电子装置尚未过多的涉及。本文以电压电流双闭环控制的BUCK变换器为研究对象,内外环均选用PI控制器,建立大信号平均模型,列写系统的混合势函数,得到大信号稳定的充分条件;进一步利用这一条件设计系统参数,得到渐进稳定域;并通过构造能量函数,利用Lyapunov稳定性判据验证了稳定域的存在性。最后通过仿真验证了所求稳定运行条件的合理性。