直流配電系統是典型的電力電子化系統，其動態特性很大程度上由電力電子控制器而非傳統電源的機械-電氣動態特性決定，慣性低、阻尼弱。振蕩問題是直流配電系統需要關注的重點。本書總結梳理了國內外直流配電系統的典型示范工程，圍繞直流配電系統多時間尺度振蕩特性建模、振蕩機理分析、振蕩抑制及控制參數優化等幾個方面進行了詳細的闡述，在降階建模技術基礎上揭示了直流配電系統的振蕩機理，并提出了有源阻尼、虛擬慣量、魯棒控制以及參數優化等抑制策略。
國家重點研發計劃項目"工業園區多元用戶互動的配用電系統關鍵技術研究與示范"的子課題"
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 直流配電系統的驅動因素與優勢 1
1.1.1 直流配電系統的驅動因素 1
1.1.2 直流配電系統的優勢 2
1.2 直流配電系統發展現狀 3
1.2.1 國外發展現狀 3
1.2.2 國內發展現狀 10
1.3 直流配電系統的振蕩問題 20
參考文獻 23
第2章 直流配電系統拓撲結構與控制策略 24
2.1 直流配電系統的拓撲結構 24
2.1.1 輻射型拓撲結構 24
2.1.2 雙端供電型拓撲結構 25
2.1.3 環狀供電拓撲結構 25
2.2 直流配電系統的控制策略 26
2.2.1 換流器數學模型 26
2.2.2 換流器控制器設計 28
2.2.3 直流配電網的系統級控制原理 32
2.3 本章小結 38
參考文獻 38
第3章 直流配電系統建模 39
3.1 簡介 39
3.1.1 直流配電系統的多時間尺度動態問題 39
3.1.2 直流配電系統的多時間尺度動態問題的內涵 40
3.2 低頻振蕩動態特性建模 40
3.2.1 直流配電系統一般結構 40
3.2.2 直流配電系統物理電路模型等效 41
3.3 低頻振蕩模型降階 46
3.3.1 影響振蕩頻率的參數靈敏度分析 46
3.3.2 降階物理等效模型 49
3.4 高頻振蕩動態特性建模 51
3.4.1 主從控制的直流配電系統模型 51
3.4.2 Udc-P下垂控制的直流配電系統模型 56
3.5 高頻振蕩模型降階 60
3.5.1 主從控制系統振蕩頻率對關鍵參數的靈敏度分析 60
3.5.2 Udc-P下垂控制系統振蕩頻率對關鍵參數的靈敏度分析 65
3.5.3 主從控制系統降階模型與驗證 70
3.5.4 Udc-P下垂控制系統降階模型與驗證 71
3.5.5 基于Udc-P下垂控制的直流配電系統降階建模 72
3.6 電動汽車建模 74
3.6.1 恒流控制小擾動穩定建模 75
3.6.2 恒壓控制小擾動穩定建模 77
3.6.3 恒功率控制小擾動穩定建模 78
3.7 本章小結 79
參考文獻 80
第4章 直流配電系統振蕩機理分析 81
4.1 低頻振蕩機理分析 81
4.2 低頻振蕩分析仿真驗證 82
4.2.1 低頻振蕩與積分系數關系驗證 82
4.2.2 低頻振蕩與比例系數關系驗證 83
4.2.3 低頻振蕩與直流側濾波電容關系驗證 84
4.3 低頻振蕩動態過程物理機理 86
4.3.1 等效電路模型物理動態過程分析 86
4.3.2 等效電路模型仿真驗證 88
4.4 高頻振蕩頻率解析 89
4.4.1 主從控制系統的電壓振蕩頻率解析 89
4.4.2 Udc-P下垂控制系統的電壓振蕩頻率解析 90
4.5 高頻振蕩機理分析 93
4.5.1 主從控制系統的高頻振蕩機理分析 93
4.5.2 Udc-P下垂控制系統的高頻振蕩機理分析 97
4.6 高頻振蕩驗證與分析 101
4.6.1 主從控制下的振蕩機理驗證 101
4.6.2 Udc-P下垂控制下的振蕩機理驗證 106
4.7 本章小結 110
參考文獻 111
第5章 直流配電系統控制 112
5.1 基于附加阻尼補償的振蕩抑制策略 112
5.1.1 基于附加阻尼補償的低頻振蕩抑制策略 112
5.1.2 基于附加阻尼補償的高頻振蕩抑制策略 121
5.2 基于H∞回路成形法的魯棒抑制策略 127
5.2.1 基于H∞回路成形法的低頻振蕩魯棒抑制策略 127
5.2.2 基于H∞回路成形法的高頻振蕩魯棒抑制策略 145
5.3 基于帶通濾波器的低頻振蕩抑制策略 152
5.3.1 等效電路帶通濾波器補償模型 152
5.3.2 基于帶通濾波器的補償優化策略 156
5.4 含電動汽車的直流配電系統虛擬慣量控制 157
5.4.1 電動汽車的虛擬慣量控制理論分析 157
5.4.2 算例驗證與分析 162
5.4.3 虛擬慣量控制對系統穩定性提升的實驗驗證 171
5.5 含電動汽車的直流配電系統分層虛擬慣量控制策略 172
5.5.1 直流負荷對電動汽車虛擬慣量系統穩定性影響 172
5.5.2 分層虛擬慣量控制策略設計 173
5.5.3 分層虛擬慣量控制特性分析 175
5.5.4 算例仿真與分析 177
5.6 本章小結 181
參考文獻 182
第6章 直流配電系統控制參數優化 183
6.1 多端直流配電系統下垂系數優化 183
6.1.1 動態特性分析 183
6.1.2 算例驗證與分析 187
6.2 直流配電系統自適應下垂系數優化控制 194
6.2.1 自適應下垂系數控制流程 194
6.2.2 控制方法的實現 195
6.2.3 算例驗證與分析 198
6.2.4 實驗平臺驗證 200
6.3 基于攝動理論的直流微電網下垂系數優化 203
6.3.1 直流微電網小擾動模型 203
6.3.2 下垂系數攝動分析 208
6.3.3 下垂系數協調優化 213
6.3.4 仿真驗證 217
6.3.5 實驗平臺驗證 224
6.4 本章小結 227
參考文獻 227
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