《分散式DC-DC變換器不連續系統穩定性分析和控制》是依託華南理工大學，由謝帆擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：分散式DC-DC變換器不連續系統穩定性分析和控制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：謝帆
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
分散式DC-DC變換器是分散式電源系統的主要結構方式，與獨立運行DC-DC變換器相比，其運行方式與控制策略具有明顯的不同，表現為輸入端要承受光伏輸出、燃料電池和儲能設備等時變電能波動性的影響，輸出端要滿足不同輸出負載的要求，是一個具有雙向能量流約束的系統，且變換器間相互干擾增加了系統的不穩定性。為此，本項目將利用不連續系統理論，分析分散式DC-DC變換器在輸入輸出雙向能量流約束下的運行特性，研究變換器間相互干擾作用下的穩定運行特性，探討分散式DC-DC變換器的非線性特性，進而提出分散式DC-DC變換器的不連續控制策略，從而形成一種適合於分散式DC-DC變換器的穩定性分析和控制方法。.本項目創新之處有如下兩點：一是將不連續系統理論引入分散式DC-DC變換器的分析，解決了其在雙向能量流約束下的穩定性分析問題；二是將分散式DC-DC變換器視為不連續系統，可基於不連續系統理論，提出豐富的控制策略。
結題摘要
分散式電源系統是目前供電模式的主流架構之一，而分散式DC-DC變換器是分散式電源系統主要的結構方式。與獨立運行DC-DC變換器相比，其運行方式與控制策略具有明顯的不同，表現為輸入端要承受光伏輸出、燃料電池和儲能設備等時變電能波動性的影響，輸出端要滿足不同輸出負載的要求，是一個具有雙向能量流約束的系統，且變換器間相互干擾增加了系統的不穩定性。 因此，本項目採用不連續控制系統理論研究分散式DC-DC變換器的穩定性和控制策略，主要包括以下三方面的內容：一是研究了分散式DC-DC變換器不連續工作特性和穩定性分析；二是研究了分散式DC-DC變換器的不穩定特徵及其對其它變換器的影響研究；三是在滿足輸入輸出雙向約束和變換器間相互干擾作用下，提出了適用於分散式DC-DC變換器的不連續控制策略。 通過本項目的系列研究，得到了以下重要結果：一是在分散式DC-DC變換器級聯和多負載變換器情況下，源變換器的穩定性對負載變換器的可靠運行起著決定性的作用，並得出通過參數最佳化方法可抑制直流級聯變換器系統的不穩定現象；二是光伏陣列v-i的輸入非線性會使分散式DC-DC變換器發生霍普夫分岔，從而使穩定狀態進入低頻振盪的不穩定狀態，同時併網逆變器也會產生不穩定行為影響併網電能質量；三是為適應不同輸入電壓和不同負載的要求，以Boost變換器為例建立了分散式DC-DC變換器的雙狀態切換不連續模型；四是運用不連續理論中的符號方法及熵方法，分析並量化了直流分散式電源系統中DC-DC變換器的複雜動力學行為；五是運用不連續控制理論在控制電路中加入零補償環節用以抑制分散式DC-DC變換器的次諧波振盪。同時，取得了豐碩的研究成果，其中公開發表論文9篇，SCI收錄4篇，出版中文專著1部。 本項目的科學意義為：一是將不連續系統理論引入分散式DC-DC變換器的分析，解決了其在雙向能量流約束下的穩定性分析問題；二是將分散式DC-DC變換器視為不連續系統，可以基於不連續系統理論，提出了相應的控制策略。
