面向舰船综合电力系统的10 kV/2 MW模块化多电平双向直流变换器控制策略

作     者：刘计龙 陈鹏 肖飞 朱志超 黄兆捷 Liu Jilong;Chen Peng;Xiao Fei;Zhu Zhichao;Huang Zhaojie

作者机构：海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033 东南大学电气工程学院南京210096 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2023年第38卷第4期

页      面：983-997页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金资助项目(51807200) 

主　　题：舰船综合电力系统 双向直流变换器 中压直流变换器 解耦控制策略 

摘      要：由于电压等级高、模块化程度高、容错性能好等优势,模块化多电平双向直流变换器(MMBDC)非常适合在下一代舰船综合电力系统(IPS)中充当能量路由器的角色。然而,针对该变换器的控制策略存在端口电流不受控、环路耦合强、低频振荡显著等问题。为了解决上述问题,该文首先,建立构成MMBDC的子变换器数学模型,推导低频谐振点。其次,针对直流多端口模块化多电平子变换器提出基于陷波器的三环解耦控制策略,推导该策略的控制环路解耦特性,对控制框图进行了简化,并比较传统控制策略与所提控制策略的动态特性。最后,设计并制作了10 kV/2 MW级MMBDC工程样机,介绍绝缘设计、控制系统架构、电气柜结构布局等工程实现方法,并进行所提控制策略的满功率实验,验证了该文理论分析研究的有效性。