2011多模块互联电力电子系统分析方法研究进展.ppt

多模块互联电力电子系统分析方法研究进展
刘进军
中国电源学会第19届学术年会
上海,
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主要内容
背景和基本科学问题
分析方法基础与历史发展
近期研究进展
瞬态特性与大信号特性的分析方法
稳定性的分析方法
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Gen.
Gen.
Electronic
Equipment
Motor
Filter
Filter
Filter
Energy
Storage
Filter
Filter
Filter
Filter
Air
Conditioner
End User
Facility
采用多模块互联电力电子系统的趋势
通信电源系统
高级计算机、服务器电源系统
航天飞行器电源系统
电动及混合动力汽车
多电飞机电源系统
全电舰船电源系统
新能源分布式发电与微网系统
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4
基本概念和需求背景
电源模块互联系统的概念
由多个可独立完成某项功能的电源模块通过相互连接(级联和并联)而构成一个大的系统
早期
实现系统功能和优化系统结构的需要
易于扩大容量,易于进行散热处理
可以实现冗余备份,提高系统的可靠性
易于实现标准化,设计、生产、维护方便
近年来
独立电源系统能量来源与负荷分散分布的本质所决定
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基本科学问题
多模块系统的科学问题
瞬态特性和大信号特性问题
稳定性问题
多模块系统问题的具体表现形式
瞬态和大信号过程中的破坏性过冲
系统振荡,模块发热、失效
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单个模块的稳定性
三相整流器
带电阻负载的整流器——稳定的
理想DC电源输入的逆变器——稳定的
R
三相逆变器
3
phase
loads
输入滤波器
+
-

800V
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模块间的相互作用导致系统不稳定
三相整流器
Zo
三相逆变器
3
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loads
输入滤波器

Zi
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多模块互联系统稳定性问题的直观原因
由于模块级联造成的不稳定
下游模块的小信号输入特性表现为负电阻
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多模块互联系统稳定性问题的直观原因
由于模块并联造成的不稳定
均流环的引入使得系统反馈环节增多,可能使全系统闭环传递函数中产生右半平面极点
不同性质的输出阻抗之间可能产生并联谐振
Vo
Vin
Vref
+
+
-
IL
+
-
+
-
HI
Hv
Basic Module
Ics
CS_Bus
+
Hi
Io
I
V
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多模块互联电力电子系统的分析方法基础与历史发展
级联系统稳定性分析方法的研究
阻抗判据及其应用
基于阻抗判据的级联系统分析与设计
基于阻抗判据的级联系统在线监测
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