[發(fā)明專利]DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710339662.5
• 申請(qǐng)日: 2017-05-15
• 公開（公告）號(hào): CN107317321B
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李虹;任芳;張波;呂金虎;鄭瓊林;郝瑞祥;林飛;楊中平;孫湖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J1/10
• 分類號(hào): H02J1/10;H02M3/158
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤(rùn)

本發(fā)明公開了一種DC?DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法，所述DC?DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)包括多個(gè)并聯(lián)的DC?DC變換器，包括以下步驟：對(duì)所述DC?DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行平均建模，以獲取所述DC?DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的大信號(hào)等效模型；根據(jù)Floquet理論，利用所述DC?DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的大信號(hào)等效模型來(lái)判斷所述DC?DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本發(fā)明避免了傳統(tǒng)的基于奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的穩(wěn)定性分析方法中所需的開環(huán)傳遞函數(shù)的復(fù)雜推導(dǎo)，同時(shí)，對(duì)于多DC?DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)建模獲得大信號(hào)等效模型和基于Floquet理論穩(wěn)定判據(jù)的推導(dǎo)更加簡(jiǎn)便，具有更好的擴(kuò)展性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及均流控制的DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法。

背景技術(shù)

DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)在直流分布式供電系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用。為了保證并聯(lián)系統(tǒng)中每個(gè)變換器的負(fù)載電流能平均分配，一般采用均流控制技術(shù)。然而，采用均流控制使得并聯(lián)系統(tǒng)中引入了額外的復(fù)雜性，同時(shí)，在并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，變換器間的相互作用與復(fù)雜的反饋環(huán)使得并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析變得更加復(fù)雜。

相關(guān)技術(shù)中，DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法主要集中在頻域分析上。

其中，一種方法是在多DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的閉環(huán)框圖建立后，利用奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)或勞斯判據(jù)來(lái)分析并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，相應(yīng)的解析工作非常復(fù)雜。還有一種方法是以兩BUCK變換器并聯(lián)系統(tǒng)為例，利用并聯(lián)系統(tǒng)的小信號(hào)模型得到的五個(gè)不同的環(huán)路增益來(lái)分析并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？墒?，在并聯(lián)系統(tǒng)中變換器的數(shù)量增加時(shí)，加上電壓控制環(huán)和均流控制環(huán)后，不同的環(huán)路增益的數(shù)量將急劇地增加，相應(yīng)的解析工作同樣會(huì)變得非常復(fù)雜。

另外，由于原始的并聯(lián)系統(tǒng)的小信號(hào)模型的復(fù)雜性，一種降階的小信號(hào)模型被提出用來(lái)分析其并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。這種方法中，并聯(lián)系統(tǒng)的小信號(hào)模型雖然被化簡(jiǎn)，但大量的傳遞函數(shù)仍然需要被推導(dǎo)，且開環(huán)傳遞函數(shù)的表達(dá)式非常繁瑣，這使得并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析仍然非常復(fù)雜。即，冗長(zhǎng)的傳遞函數(shù)使得現(xiàn)有的穩(wěn)定性分析方法難以滿足應(yīng)用需求，且難以推廣到多DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。

為此，本發(fā)明的目的在于提出一種DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法，該方法避免了傳統(tǒng)的基于奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的穩(wěn)定性分析方法中所需的開環(huán)傳遞函數(shù)的復(fù)雜推導(dǎo)，同時(shí)，對(duì)于多DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)，基于Floquet理論的系統(tǒng)建模和穩(wěn)定判據(jù)的推導(dǎo)更加簡(jiǎn)便，具有更好的擴(kuò)展性。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明公開了一種DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法，所述DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)包括多個(gè)并聯(lián)的DC-DC變換器，其特征在于，包括以下步驟：對(duì)所述DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行平均建模，以獲取所述DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的大信號(hào)等效模型；根據(jù)Floquet理論，利用所述DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的大信號(hào)等效模型來(lái)判斷所述DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法，首先通過對(duì)DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行平均建模以獲得大信號(hào)等效模型，再根據(jù)Floquet理論，進(jìn)行DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，這種方式是在時(shí)域中進(jìn)行建模，以Floquet理論分析，從而避免了傳統(tǒng)的基于奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的穩(wěn)定性分析方法中所需的開環(huán)傳遞函數(shù)的復(fù)雜推導(dǎo)，同時(shí)，對(duì)于多DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)建模獲得大信號(hào)等效模型和基于Floquet理論穩(wěn)定判據(jù)的推導(dǎo)更加簡(jiǎn)便，具有更好的擴(kuò)展性。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的DC-DC變換器并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征：