According to the energy control idea and passivity theory, this project will study the stability and control strategy for multi-converter power systems (MCPS), which can overcome some disadvantages existed in traditional control schemes. Main contents of this project includes the following aspects:. 1) By utilizing power equation in time domain, the method for judging the passivity of converter will be investigated, which can overcome the criteria insufficiency for judging the stability of multi-converter (MC). . 2) A new passivity index to measure passivity of converter, described by passivity margin, will be proposed and the reliable stability of MC can be realized with this passivity margin.. 3) A new passivation method for non-passive converters will be investigated, which cannot be restricted by traditional passivation condition, and can make the non-passive converter possess the properties of passivity and stability. . 4) A new high-performance passivity-based controller will be studied based on the nonlinear model of converter. With this passivity-based controller, reliable stability accompanied with the improved performance can be guaranteed for the converter, and disturbance attenuation level, as well as the robustness against the nonlinear factors can be significantly improved.. New stability and control strategy of MCPS based on passivity can overcome some disadvantages in judging stability by using traditional methods such as equivalent loop gain, complex impedance and linear control strategy based small-signal model. The simple structure and easy to project implementation of MC, make it easy to apply to MC with various kinds nonlinear and time-varying structure. And thus, the research results of this project will be of significance for the promoting the popularization and application of MCPS.
针对多变换器电源系统稳定性及控制存在的问题,根据能量控制思想,本项目基于无源性理论,对多变换器电源系统新的稳定性及控制策略开展研究。研究内容包括:①针对现行多变换器稳定性判据的不足的, 研究利用时域功率方程判断变换器无源性的新方法;②提出新的衡量变换器无源性指标-无源性裕度,并利用该指标判定多变换器可靠稳定性;③研究不受传统无源化条件限制的非无源变换器无源化的新方法,使非无源变换器具有无源性和稳定性;④研究基于非线性模型可使变换器可靠稳定,且具有抗扰动能力及抑制非线性因素影响的新型高性能无源控制器。. 新型基于无源性的多变换器电源系统稳定及控制策略,可克服现行利用等效环路增益和复阻抗判断多变换器稳定性及基于小信号模型的线性控制策略的不足;具有简单、易于工程实现的特点。因此,本项目研究成果适用于各种非线性和时变结构的多变换器系统,对促进多变换器电源系统推广应用具有重要意义。
针对多换器电源系统现行稳定性及控制存在的问题,通过对变换器子系统及由其组成的多变换器电源系统无源性的研究,提出了新的分散无源控制策略。该新型分散无源控制,可克服现行利用等效环路增益和复阻抗判断多变换器稳定性及基于小信号模型的线性控制策略的不足;并在大扰动、即插即用的情况下,保证系统具有优良的动态与稳态性能。. 1.主要研究内容. ⑴无源性判断. 利用变换器的EL模型,根据无源性定义,提出了时域无源性判断方法,可克服基于复频域的无源性判断存在的不足。. ⑵子系统与系统的无源性. 利用无源性裕度,研究了子系统的无源性和无源性裕度与系统的无源性和无源性裕度的关系。. ⑶无源化. 对于非无源系统,提出了将其变成无源的方法,即无源化。这可将系统的稳定性研究统一到无源稳定理论框架内。. ⑷无源控制器. 研究了以无源控制策略为主、其他控制策略为辅的混合无源控制器,即可保证系统具有优秀的动态与稳态性能。. ⑸观测器研究. 研究了新的非线性恒功率负载和恒阻负载观测器,可实时有效对负载进行观测,提升了混合无源控制器的负载适应性。. 2.重要结果. ⑴提出了一种新的可行的基于无源性的多变换器电源系统稳定性与控制策略。. ⑵研究能够保证变换器稳定的无源化及高性能无源控制器设计方法。 . ⑶研制了两台基于无源性的稳定及无源控制的多变换器电源系统实验样机。. ⑷发表36篇,已被 SCIE 或EI检索13篇;申请发明专利 3项(授权发明专利 2 项)。 . 3.科学意义. 本项目根据能量控制思想,基于无源性理论,对多变换器电源系统稳定性及控制策略开展研究。本项目的研究思想和成果可用于各种非线性和时变结构的多变换器系统,对促进多变换器电源系统推广应用具有重要意义。
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数据更新时间:2023-05-31
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