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华北电力大学学报(自然科学版) 2023年

作者：武颖徐永海王莹鑫陈林新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)

“双高”背景下的直流微电网呈现出非线性强、抗扰性差等特征，导致微电网在遭受大扰动时易产生电压大范围波动、失稳等问题，严重影响其安全稳定运行。为此，针对并网型直流微电网模型，提出基于混合势函数法的系统大扰动稳定性判据，... 详细信息

“双高”背景下的直流微电网呈现出非线性强、抗扰性差等特征，导致微电网在遭受大扰动时易产生电压大范围波动、失稳等问题，严重影响其安全稳定运行。为此，针对并网型直流微电网模型，提出基于混合势函数法的系统大扰动稳定性判据，并从推导过程、基本原理的角度分析其稳定性判据保守性产生的机理；针对大、小扰动稳定性的关联，对比基于混合势函数法的大扰动稳定性判据与基于lyapunov间接法的小扰动稳定性判据，并对稳定性判据的有效性进行验证。然后，分析系统参数、线路故障等因素对系统大扰动稳定性的影响及其作用机理，为设计电压源换流器(Voltage Source Converter，VSC)控制参数与主电路参数、确定系统稳定运行区域提供理论依据。最后，通过电磁暂态仿真验证分析的有效性。

关键词：直流微电网大扰动稳定性混合势函数法 lyapunov间接法 VSC

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基于lyapunov稳定理论的并网型直流微电网稳定性分析

基于Lyapunov稳定理论的并网型直流微电网稳定性分析

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作者：武颖华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

“双高”背景下的并网型直流微电网呈现出非线性强、惯量低、抗扰动能力差等特点,导致微电网在遭受扰动时易产生电压大范围波动、失稳等问题,严重影响其安全稳定运行。为此,本文针对并网型直流微电网系统,开展基于lyapunov稳定理论的小... 详细信息

“双高”背景下的并网型直流微电网呈现出非线性强、惯量低、抗扰动能力差等特点,导致微电网在遭受扰动时易产生电压大范围波动、失稳等问题,严重影响其安全稳定运行。为此,本文针对并网型直流微电网系统,开展基于lyapunov稳定理论的小信号及大信号稳定性分析,主要研究工作如下:(1)搭建含光伏发电单元、储能单元、并网VSC、DC-DC变换器、负载等的并网型直流微电网系统模型,建立系统的主电路及控制电路方程,在此基础上,构建系统的状态空间模型。推导基于lyapunov间接法的雅可比矩阵,并依据雅可比矩阵的根轨迹曲线分析系统参数变化及恒阻抗、恒功率负荷波动等因素对并网型直流微电网系统小信号稳定性的影响。通过电磁暂态仿真验证上述小信号稳定性分析方法的准确性与局限性,为后续提出大信号稳定性分析方法奠定基础。(2)首先针对并网型直流微电网系统,提出基于理想的降阶等效模型的混合势函数法大信号稳定性判据,通过对比混合势函数法稳定性判据与仿真所得的稳定性边界之间的误差区域,揭示混合势函数法的保守性特性,然后从混合势函数法的基本原理、等效模型的构建以及稳定性判据的推导过程三个角度深入分析其保守性产生的内在机理。通过仿真验证上述分析的合理性与有效性,为下文提出低保守性的混合势函数法稳定性判据做铺垫。(3)针对理想的低阶等效建模方式下的混合势函数法大信号稳定性判据保守性较强的问题,提出包含更多DC-DC变换器非线性特征的高阶混合势函数法大信号稳定性判据。依据低保守性的混合势函数法稳定性判据,判断VSC控制器参数、主电路参数、DC-DC变换器的控制参数与寄生参数以及线路故障等因素对并网型直流微电网系统大信号稳定性的影响,并作出不同参数下系统的大信号稳定性区域。对比基于高阶等效建模下的混合势函数法稳定判据、低阶等效建模下的混合势函数法稳定性判据以及仿真所得的稳定区域,验证所提方法的有效性与准确性。最后,利用电磁暂态仿真验证上述分析的正确性。

关键词：并网型直流微电网小信号稳定性大信号稳定性 lyapunov间接法混合势函数法

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基于并联虚拟电阻的级联DC-DC变换器稳定控制方法

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电工技术学报 2020年第18期35卷 3927-3937页

作者：黄远胜刘和平苗轶如廖建权输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

级联DC-DC变换器结构是直流分布式电源系统的常用形式,级联系统中单独设计的单个变换器能够独立稳定运行,但级联后因源和负载变换器间相互作用可能引起整个系统的不稳定。该文以Buck变换器级联为例,通过状态空间平均法建立大信号模型分... 详细信息

级联DC-DC变换器结构是直流分布式电源系统的常用形式,级联系统中单独设计的单个变换器能够独立稳定运行,但级联后因源和负载变换器间相互作用可能引起整个系统的不稳定。该文以Buck变换器级联为例,通过状态空间平均法建立大信号模型分析级联系统的开环稳定性,并据此确定能在全负载范围内稳定的并联电阻范围;然后分析并联电阻对级联系统中源变换器输出阻抗影响,在此基础上提出一种基于并联虚拟电阻的有源阻尼控制策略,以改善级联系统的稳定性。该方法可在不影响源变换器的闭环动态性能下,满足与负载变换器输入阻抗相匹配的稳定要求。然后利用lyapunov间接法得到该控制策略的稳定性判据,通过合理选择并联虚拟电阻可满足整个系统稳定。最后通过仿真和实验证了所提控制策略的有效性。

关键词：级联DC-DC 稳定性分析虚拟电阻 lyapunov间接法

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弱非线性耦合二维各向异性谐振子的动力学行为

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动力学与控制学报 2017年第5期15卷 410-414页

作者：张晔陈向炜苏州科技大学数理学院苏州215009 商丘师范学院物理与电气信息学院商丘476000

研究了弱非线性耦合二维各向异性谐振子的奇点稳定性及其在相空间中的轨迹.首先,求得弱非线性耦合二维各向异性谐振子的奇点;其次,分别利用lyapunov间接法和梯度系统方法讨论该系统的平衡点稳定性;最后,用Matlab方法对系统进行数值模拟... 详细信息

研究了弱非线性耦合二维各向异性谐振子的奇点稳定性及其在相空间中的轨迹.首先,求得弱非线性耦合二维各向异性谐振子的奇点;其次,分别利用lyapunov间接法和梯度系统方法讨论该系统的平衡点稳定性;最后,用Matlab方法对系统进行数值模拟,并运用庞加赖截面观察系统在相空间的运动轨迹,发现随着能量的增加系统经历规则运动、规则运动与混沌并存等阶段,最后出现了混沌现象.

关键词：弱非线性耦合二维各向异性谐振子奇点 lyapunov间接法梯度系统

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