[发明专利]带有并联变换器的直流微电网系统及其稳定方法

权利要求书

1.一种带有并联变换器的直流微电网系统，其特征在于，所述系统包括：

恒功率负载，其并联在直流母线上；

n个直流微电源，各个直流微电源通过各自的LC滤波器并联连接在直流母线上；

其中，所述LC滤波器的电感与电容参数设置成，所有电感与电容的乘积中的最大值与最小值之间的差所处的范围与直流微电源的数量n有关，并由所述恒功率负载的功率、负载电压参考值、变换器到恒功率负载之间的导纳、LC滤波器的电容值、LC滤波器的电感值决定，其中：

当并联的直流微电源为2个时，LC滤波器中所有电感与电容的乘积中的最大值与最小值之间的差满足下述关系：

或

0.7<k₁-k₂<10或者k₂-k₁>0.8

当并联的直流微电源为3个时，LC滤波器中所有电感与电容的乘积中的最大值与最小值之间的差满足下述关系：

其中，f₁₁＝M₁-M₂/M₀，f₁₂＝M₃-M₄/M₀，f₂₁＝(M₂f₁₁-M₀f₁₂)/f₁₁，f₂₂＝(M₄f₁₁-M₅M₀)/f₁₁，f₃₁＝(f₁₂f₂₁-f₂₂f₁₁)/f₂₁，f₄₁＝(f₂₂f₃₂-M₅f₂₁)/f₃₁，f₃₂＝M₅＝k₁k₂k₃，

M₀＝a+c+d

M₁＝k₁+k₂+k₃+ac+(a+c)d-b²-e²-f²

M₂＝(c+d)k₁+(a+d)k₂+(c+a)k₃+acd-2bef-b²d-e²c-f²a

M₃＝k₁k₂+(k₁+k₂)k₃+(ad-f²)k₁+(cd-e²)k₂+(ac-b²)k₃

M₄＝dk₁k₂+ck₁k₃+ak₂k₃

M₅＝k₁k₂k₃

k₁＝k₂＝k＝10且1.7<k-k₃<10或者k₃-k>1.8

其中，P表示恒功率负载的功率，表示负载电压参考值，y₁、y₂和y₃分别表示第1个、第2个和第3个变换器到恒功率负载之间的导纳，C₁、C₂和C₃分别表示第1个、第2个和第3个LC滤波器的电容值，L₁、L₂和L₃分别表示第1个、第2个和第3个LC滤波器的电感值，k₁、k₂、k₃分别表示第1个、第2个、第3个变换器并网线路电感电容之积的倒数。

2.一种用于稳定带有并联变换器的直流微电网的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

将负载通过严格管理的荷载点变换器连接到电源上形成恒功率负载，并针对具体的带有n个并联变换器的直流微电网确定系统的动态方程，以及进行线性化表示；

通过解算系统的动态方程的稳定性条件得到系统的稳定性条件；

其中，所述变换器中LC滤波器的电感与电容参数满足以下条件以保证系统工作在稳定域内：所有电感与电容的乘积中的最大值与最小值之间的差所处的范围与直流微电源的数量n有关，并由所述恒功率负载的功率、负载电压参考值、变换器到恒功率负载之间的导纳、LC滤波器的电容值、LC滤波器的电感值决定，其中：

当并联的直流微电源为2个时，LC滤波器中所有电感与电容的乘积中的最大值与最小值之间的差满足下述关系：

或

0.7<k₁-k₂<10或者k₂-k₁>0.8

当并联的直流微电源为3个时，LC滤波器中所有电感与电容的乘积中的最大值与最小值之间的差满足下述关系：

其中，f₁₁＝M₁-M₂/M₀，f₁₂＝M₃-M₄/M₀，f₂₁＝(M₂f₁₁-M₀f₁₂)/f₁₁，f₂₂＝(M₄f₁₁-M₅M₀)/f₁₁，f₃₁＝(f₁₂f₂₁-f₂₂f₁₁)/f₂₁，f₄₁＝(f₂₂f₃₂-M₅f₂₁)/f₃₁，f₃₂＝M₅＝k₁k₂k₃，

M₀＝a+c+d

M₁＝k₁+k₂+k₃+ac+(a+c)d-b²-e²-f²

M₂＝(c+d)k₁+(a+d)k₂+(c+a)k₃+acd-2bef-b²d-e²c-f²a

M₃＝k₁k₂+(k₁+k₂)k₃+(ad-f²)k₁+(cd-e²)k₂+(ac-b²)k₃

M₄＝dk₁k₂+ck₁k₃+ak₂k₃

M₅＝k₁k₂k₃

k₁＝k₂＝k＝10且1.7<k-k₃<10或者k₃-k>1.8

其中，P表示恒功率负载的功率，表示负载电压参考值，y₁、y₂和y₃分别表示第1个、第2个和第3个变换器到恒功率负载之间的导纳，C₁、C₂和C₃分别表示第1个、第2个和第3个LC滤波器的电容值，L₁、L₂和L₃分别表示第1个、第2个和第3个LC滤波器的电感值，k₁、k₂、k₃分别表示第1个、第2个、第3个变换器并网线路电感电容之积的倒数。