[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

说明书

本发明提供了带有并联变换器的直流微电网系统。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，各个直流微电原通过各自的LC变换器并联连接在直流母线上；其中，所述LC变换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处于某一特定范围之外。本发明从数学的角度分析了在带恒功率负载的直流微电网中，多个变换器的LC滤波器并联对系统稳定性影响的问题，并给出了含有两个和三个并联变换器的系统稳定性准则。同时，用仿真验证了所提出的稳定性准则的正确性。事实上，也通过定量分析证明了所提出的稳定性准则依然适用。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体而言，涉及一种带有并联变换器的直流微电网及其稳定方法。

背景技术

在先进的自动化系统中，当电力电子变换器及电动传动装置等受到严格的控制时，会在输入端表现为恒功率负载，并且通常会引起负阻抗导致的不稳定问题。特别是在带有多并联DC-DC变换器的直流微电网中，介于变换器和直流母线之间的并联LC滤波器可能会引起系统的振荡甚至崩溃问题。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种带有并联变换器的直流微电网系统。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处于某一特定范围之外。

根据本发明的带有并联变换器的直流微电网系统，当并联的DC-DC变换器为2个时，

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

优选大于0.8。

根据本发明的带有并联变换器的直流微电网系统，当并联的DC-DC变换器为3个时，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。

优选大于1.8。

根据本发明的另一个方面，还提供了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；