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利用DBVC构造虚拟电阻的级联功率变换器稳定控制技术
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游江樊志鹏付斌
摘要：针对在级联功率变换器系统中由于高带宽控制的负载侧变换器具有一定的恒功率负阻抗特性，因而可能导致级联系统直流母线电压振荡，并严重影响到整个系统的控制性能和稳定运行的问题，从通过增强级联侧直流母线阻尼来抑制电压振荡的角度出发，提出一种将并联于级联侧直流母线的母线电压补偿装置（DBVC）控制为电阻性的虚拟负载的控制策略及其设计方法。利用级联变换器系统中前后级变换器的输出/输入阻抗，分析和比较了引入所述控制策略前后级联侧直流母线电压稳定性的变化情况。仿真和实验结果表明，所提出的控制方法能够有效抑制级联侧直流母线电压的振荡，可以显著改善整个级联系统的控制性能。
关键词：级联功率变换器;恒功率负载;直流母线电压补偿装置;虚拟电阻;稳定控制
DOI：10.15938/j.emc.2020.06.007
中图分类号：TM46文献标志码：A文章编号：1007-449X（2020）06-0055-09
StabilizationcontrolforcascadepowerconverterbyutilizingDBVCasavirtualresistor
YOUJiang1，FANZhi-peng1，2，FUBin3
（1.CollegeofAutomation，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China;2.CRRCDalianRDCo.，Ltd.，Dalian116052，China;3.SchoolofLightIndustry，HarbinUniversityofCommerce，Harbin150001，China）
Abstract：WhenvoltageoscillationiscausedinthecascadedDCbusinacascadedpowerconvertersystem，thecontrolperformanceandstabilityofthepowerconvertersystemwillbeseriouslydeterioratedaccordinglybytheinherentconstantpowerloadornegativeimpedancecharacteristicsofloadsidepowerconverterwithhighcontrolbandwidth.Inordertoaddressthisproblem，acontrolstrategyisproposed.ItsuppressedDCbusvoltageoscillationthroughdampingenhancementbycontrollingtheparallelDCbusvoltageconditioner（DBVC）asavirtualresistor.Byusingtheoutputimpedanceofpowersourceconverterandtheinputimpedanceofloadconverter，thestabilityofDCbusvoltagewasanalyzedwithandwithouttheproposedcontrolstrategy.ThesimulationandexperimentresultsshowthattheproposedmethodcaneffectivelysuppressDCbusvoltageoscillationandimprovecontrolperformanceforthewholesystem.
Keywords：cascadedpowerconverter;constantpowerload;DCbusvoltageconditioner;virtualresistor;stabilizationcontrol
0引言
电力电子功率变换器级联系统是由多个具有完整独立功能的功率变换器通过级联的方法连接起来的，已成为现代先进电力电子系统的基本结构之一。近年来在工业、航空航天、舰船和电动汽车供配电系统以及新能源发电系统等领域都获得了广泛的研究和应用。对于级联变换器系统来说，在控制系统设计上，一般分别以源变换器和
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