【摘 要】
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电力电子系统中存在大量的开关功率器件,属于典型的非线性系统。在一定的工况下,系统会出现分岔、振荡等不稳定现象,甚至严重影响到系统的安全和稳定。因此,研究光伏并网系统的稳定特性是近年来电力电子学的一个热点。本文以级联型双降压式并网逆变器为研究对象,以数字控制为研究手段,对系统的分岔不稳定现象及振荡现象进行深入分析。为分析数字控制级联型双降压式并网逆变器(Cascaded Dual-buck Grid
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电力电子系统中存在大量的开关功率器件,属于典型的非线性系统。在一定的工况下,系统会出现分岔、振荡等不稳定现象,甚至严重影响到系统的安全和稳定。因此,研究光伏并网系统的稳定特性是近年来电力电子学的一个热点。本文以级联型双降压式并网逆变器为研究对象,以数字控制为研究手段,对系统的分岔不稳定现象及振荡现象进行深入分析。为分析数字控制级联型双降压式并网逆变器(Cascaded Dual-buck Grid-connected Inverter,CDB-GCI)的稳定工作范围及CDB-GCI系统不稳定运行时的振荡现象,首先分析了数字控制CDB-GCI系统的基本原理及其工作模态,针对数字控制并网逆变器导致占空比和电感电流存在一个开关周期延时的问题,将延时的电感电流作为新的状态变量,并采用分段积分法建立了CDB-GCI系统的数学模型。其次,采用雅克比(Jacobian)矩阵局部稳定性分析法对CDB-GCI系统的稳定性进行研究分析,推导了CDB-GCI系统稳定运行的稳定域。研究表明,当CDB-GCI系统不稳定时,将出现振荡现象,推导了振荡频率的数学表达式。然后,基于Matlab/Simulink平台,搭建了数字控制CDB-GCI系统的仿真模型,仿真结果验证了理论推导的稳定域及振荡频率数学表达式的正确性。同时,利用仿真研究验证了滤波电感及开关频率对CDB-GCI系统稳定域及振荡频率的影响。最后,搭建小功率验证性实验平台进行了相关验证性实验,实验结果表明理论研究和设计方案的正确可行,且具有一定的实用性。
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