直流配電系統(tǒng)是典型的電力電子化系統(tǒng)，其動態(tài)特性很大程度上由電力電子控制器而非傳統(tǒng)電源的機(jī)械-電氣動態(tài)特性決定，慣性低、阻尼弱。振蕩問題是直流配電系統(tǒng)需要關(guān)注的重點。本書總結(jié)梳理了國內(nèi)外直流配電系統(tǒng)的典型示范工程，圍繞直流配電系統(tǒng)多時間尺度振蕩特性建模、振蕩機(jī)理分析、振蕩抑制及控制參數(shù)優(yōu)化等幾個方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，在降階建模技術(shù)基礎(chǔ)上揭示了直流配電系統(tǒng)的振蕩機(jī)理，并提出了有源阻尼、虛擬慣量、魯棒控制以及參數(shù)優(yōu)化等抑制策略。
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國家重點研發(fā)計劃項目"工業(yè)園區(qū)多元用戶互動的配用電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與示范"的子課題"
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 直流配電系統(tǒng)的驅(qū)動因素與優(yōu)勢 1
1.1.1 直流配電系統(tǒng)的驅(qū)動因素 1
1.1.2 直流配電系統(tǒng)的優(yōu)勢 2
1.2 直流配電系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.2.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 10
1.3 直流配電系統(tǒng)的振蕩問題 20
參考文獻(xiàn) 23
第2章 直流配電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制策略 24
2.1 直流配電系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 24
2.1.1 輻射型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 24
2.1.2 雙端供電型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 25
2.1.3 環(huán)狀供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 25
2.2 直流配電系統(tǒng)的控制策略 26
2.2.1 換流器數(shù)學(xué)模型 26
2.2.2 換流器控制器設(shè)計 28
2.2.3 直流配電網(wǎng)的系統(tǒng)級控制原理 32
2.3 本章小結(jié) 38
參考文獻(xiàn) 38
第3章 直流配電系統(tǒng)建模 39
3.1 簡介 39
3.1.1 直流配電系統(tǒng)的多時間尺度動態(tài)問題 39
3.1.2 直流配電系統(tǒng)的多時間尺度動態(tài)問題的內(nèi)涵 40
3.2 低頻振蕩動態(tài)特性建模 40
3.2.1 直流配電系統(tǒng)一般結(jié)構(gòu) 40
3.2.2 直流配電系統(tǒng)物理電路模型等效 41
3.3 低頻振蕩模型降階 46
3.3.1 影響振蕩頻率的參數(shù)靈敏度分析 46
3.3.2 降階物理等效模型 49
3.4 高頻振蕩動態(tài)特性建模 51
3.4.1 主從控制的直流配電系統(tǒng)模型 51
3.4.2 Udc-P下垂控制的直流配電系統(tǒng)模型 56
3.5 高頻振蕩模型降階 60
3.5.1 主從控制系統(tǒng)振蕩頻率對關(guān)鍵參數(shù)的靈敏度分析 60
3.5.2 Udc-P下垂控制系統(tǒng)振蕩頻率對關(guān)鍵參數(shù)的靈敏度分析 65
3.5.3 主從控制系統(tǒng)降階模型與驗證 70
3.5.4 Udc-P下垂控制系統(tǒng)降階模型與驗證 71
3.5.5 基于Udc-P下垂控制的直流配電系統(tǒng)降階建模 72
3.6 電動汽車建模 74
3.6.1 恒流控制小擾動穩(wěn)定建模 75
3.6.2 恒壓控制小擾動穩(wěn)定建模 77
3.6.3 恒功率控制小擾動穩(wěn)定建模 78
3.7 本章小結(jié) 79
參考文獻(xiàn) 80
第4章 直流配電系統(tǒng)振蕩機(jī)理分析 81
4.1 低頻振蕩機(jī)理分析 81
4.2 低頻振蕩分析仿真驗證 82
4.2.1 低頻振蕩與積分系數(shù)關(guān)系驗證 82
4.2.2 低頻振蕩與比例系數(shù)關(guān)系驗證 83
4.2.3 低頻振蕩與直流側(cè)濾波電容關(guān)系驗證 84
4.3 低頻振蕩動態(tài)過程物理機(jī)理 86
4.3.1 等效電路模型物理動態(tài)過程分析 86
4.3.2 等效電路模型仿真驗證 88
4.4 高頻振蕩頻率解析 89
4.4.1 主從控制系統(tǒng)的電壓振蕩頻率解析 89
4.4.2 Udc-P下垂控制系統(tǒng)的電壓振蕩頻率解析 90
4.5 高頻振蕩機(jī)理分析 93
4.5.1 主從控制系統(tǒng)的高頻振蕩機(jī)理分析 93
4.5.2 Udc-P下垂控制系統(tǒng)的高頻振蕩機(jī)理分析 97
4.6 高頻振蕩驗證與分析 101
4.6.1 主從控制下的振蕩機(jī)理驗證 101
4.6.2 Udc-P下垂控制下的振蕩機(jī)理驗證 106
4.7 本章小結(jié) 110
參考文獻(xiàn) 111
第5章 直流配電系統(tǒng)控制 112
5.1 基于附加阻尼補(bǔ)償?shù)恼袷幰种撇呗?112
5.1.1 基于附加阻尼補(bǔ)償?shù)牡皖l振蕩抑制策略 112
5.1.2 基于附加阻尼補(bǔ)償?shù)母哳l振蕩抑制策略 121
5.2 基于H∞回路成形法的魯棒抑制策略 127
5.2.1 基于H∞回路成形法的低頻振蕩魯棒抑制策略 127
5.2.2 基于H∞回路成形法的高頻振蕩魯棒抑制策略 145
5.3 基于帶通濾波器的低頻振蕩抑制策略 152
5.3.1 等效電路帶通濾波器補(bǔ)償模型 152
5.3.2 基于帶通濾波器的補(bǔ)償優(yōu)化策略 156
5.4 含電動汽車的直流配電系統(tǒng)虛擬慣量控制 157
5.4.1 電動汽車的虛擬慣量控制理論分析 157
5.4.2 算例驗證與分析 162
5.4.3 虛擬慣量控制對系統(tǒng)穩(wěn)定性提升的實驗驗證 171
5.5 含電動汽車的直流配電系統(tǒng)分層虛擬慣量控制策略 172
5.5.1 直流負(fù)荷對電動汽車虛擬慣量系統(tǒng)穩(wěn)定性影響 172
5.5.2 分層虛擬慣量控制策略設(shè)計 173
5.5.3 分層虛擬慣量控制特性分析 175
5.5.4 算例仿真與分析 177
5.6 本章小結(jié) 181
參考文獻(xiàn) 182
第6章 直流配電系統(tǒng)控制參數(shù)優(yōu)化 183
6.1 多端直流配電系統(tǒng)下垂系數(shù)優(yōu)化 183
6.1.1 動態(tài)特性分析 183
6.1.2 算例驗證與分析 187
6.2 直流配電系統(tǒng)自適應(yīng)下垂系數(shù)優(yōu)化控制 194
6.2.1 自適應(yīng)下垂系數(shù)控制流程 194
6.2.2 控制方法的實現(xiàn) 195
6.2.3 算例驗證與分析 198
6.2.4 實驗平臺驗證 200
6.3 基于攝動理論的直流微電網(wǎng)下垂系數(shù)優(yōu)化 203
6.3.1 直流微電網(wǎng)小擾動模型 203
6.3.2 下垂系數(shù)攝動分析 208
6.3.3 下垂系數(shù)協(xié)調(diào)優(yōu)化 213
6.3.4 仿真驗證 217
6.3.5 實驗平臺驗證 224
6.4 本章小結(jié) 227
參考文獻(xiàn) 227
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