Buck变流器级联系统直流母线电压补偿控制策略

在直流分布式电源系统的设计过程中,稳定性设计是最核心但最复杂的部分。随着系统规模日益庞大,若想将其作为整体进行稳定性设计几乎是不可能的。由于级联是分布式结构中最基本的连接形式,故深入研究、改善级联系统的稳定性对于确保整个系统的稳定运行非常重要。除优化设计变流器参数外,增加母线补偿装置(VBC)也是改善级联系统直流母线电压稳定性的一种有效途径,目前针对DC-DC级联系统母线补偿策略及补偿容量的研究已取得了一定的成果,其中一些研究还可以应用于大信号扰动的场合。但总体而言仍有进一步探索和发展的空间。本文从大信号的研究角度出发,基于混合势函数理论和回转器大信号模型,提出了一种直流母线电压补偿控制策略。该控制策略可根据级联系统中源、负载变流器的具体特性参数进行有针对性的补偿;同时,该策略由混合势函数理论的稳定性定理推导得出,从理论上保证了加入VBC后整个系统在大信号扰动下的稳定性。仿真和实验以峰值电流模式控制型Buck变流器级联系统为例对该补偿控制策略的有效性和补偿效果进行了验证。