直流配电系统是典型的电力电子化系统，其动态特性很大程度上由电力电子控制器而非传统电源的机械-电气动态特性决定，惯性低、阻尼弱。振荡问题是直流配电系统需要关注的重点。本书总结梳理了国内外直流配电系统的典型示范工程，围绕直流配电系统多时间尺度振荡特性建模、振荡机理分析、振荡抑制及控制参数优化等几个方面进行了详细的阐述，在降阶建模技术基础上揭示了直流配电系统的振荡机理，并提出了有源阻尼、虚拟惯量、鲁棒控制以及参数优化等抑制策略。
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国家重点研发计划项目"工业园区多元用户互动的配用电系统关键技术研究与示范"的子课题"
目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 直流配电系统的驱动因素与优势 1
1.1.1 直流配电系统的驱动因素 1
1.1.2 直流配电系统的优势 2
1.2 直流配电系统发展现状 3
1.2.1 国外发展现状 3
1.2.2 国内发展现状 10
1.3 直流配电系统的振荡问题 20
参考文献 23
第2章 直流配电系统拓扑结构与控制策略 24
2.1 直流配电系统的拓扑结构 24
2.1.1 辐射型拓扑结构 24
2.1.2 双端供电型拓扑结构 25
2.1.3 环状供电拓扑结构 25
2.2 直流配电系统的控制策略 26
2.2.1 换流器数学模型 26
2.2.2 换流器控制器设计 28
2.2.3 直流配电网的系统级控制原理 32
2.3 本章小结 38
参考文献 38
第3章 直流配电系统建模 39
3.1 简介 39
3.1.1 直流配电系统的多时间尺度动态问题 39
3.1.2 直流配电系统的多时间尺度动态问题的内涵 40
3.2 低频振荡动态特性建模 40
3.2.1 直流配电系统一般结构 40
3.2.2 直流配电系统物理电路模型等效 41
3.3 低频振荡模型降阶 46
3.3.1 影响振荡频率的参数灵敏度分析 46
3.3.2 降阶物理等效模型 49
3.4 高频振荡动态特性建模 51
3.4.1 主从控制的直流配电系统模型 51
3.4.2 Udc-P下垂控制的直流配电系统模型 56
3.5 高频振荡模型降阶 60
3.5.1 主从控制系统振荡频率对关键参数的灵敏度分析 60
3.5.2 Udc-P下垂控制系统振荡频率对关键参数的灵敏度分析 65
3.5.3 主从控制系统降阶模型与验证 70
3.5.4 Udc-P下垂控制系统降阶模型与验证 71
3.5.5 基于Udc-P下垂控制的直流配电系统降阶建模 72
3.6 电动汽车建模 74
3.6.1 恒流控制小扰动稳定建模 75
3.6.2 恒压控制小扰动稳定建模 77
3.6.3 恒功率控制小扰动稳定建模 78
3.7 本章小结 79
参考文献 80
第4章 直流配电系统振荡机理分析 81
4.1 低频振荡机理分析 81
4.2 低频振荡分析仿真验证 82
4.2.1 低频振荡与积分系数关系验证 82
4.2.2 低频振荡与比例系数关系验证 83
4.2.3 低频振荡与直流侧滤波电容关系验证 84
4.3 低频振荡动态过程物理机理 86
4.3.1 等效电路模型物理动态过程分析 86
4.3.2 等效电路模型仿真验证 88
4.4 高频振荡频率解析 89
4.4.1 主从控制系统的电压振荡频率解析 89
4.4.2 Udc-P下垂控制系统的电压振荡频率解析 90
4.5 高频振荡机理分析 93
4.5.1 主从控制系统的高频振荡机理分析 93
4.5.2 Udc-P下垂控制系统的高频振荡机理分析 97
4.6 高频振荡验证与分析 101
4.6.1 主从控制下的振荡机理验证 101
4.6.2 Udc-P下垂控制下的振荡机理验证 106
4.7 本章小结 110
参考文献 111
第5章 直流配电系统控制 112
5.1 基于附加阻尼补偿的振荡抑制策略 112
5.1.1 基于附加阻尼补偿的低频振荡抑制策略 112
5.1.2 基于附加阻尼补偿的高频振荡抑制策略 121
5.2 基于H∞回路成形法的鲁棒抑制策略 127
5.2.1 基于H∞回路成形法的低频振荡鲁棒抑制策略 127
5.2.2 基于H∞回路成形法的高频振荡鲁棒抑制策略 145
5.3 基于带通滤波器的低频振荡抑制策略 152
5.3.1 等效电路带通滤波器补偿模型 152
5.3.2 基于带通滤波器的补偿优化策略 156
5.4 含电动汽车的直流配电系统虚拟惯量控制 157
5.4.1 电动汽车的虚拟惯量控制理论分析 157
5.4.2 算例验证与分析 162
5.4.3 虚拟惯量控制对系统稳定性提升的实验验证 171
5.5 含电动汽车的直流配电系统分层虚拟惯量控制策略 172
5.5.1 直流负荷对电动汽车虚拟惯量系统稳定性影响 172
5.5.2 分层虚拟惯量控制策略设计 173
5.5.3 分层虚拟惯量控制特性分析 175
5.5.4 算例仿真与分析 177
5.6 本章小结 181
参考文献 182
第6章 直流配电系统控制参数优化 183
6.1 多端直流配电系统下垂系数优化 183
6.1.1 动态特性分析 183
6.1.2 算例验证与分析 187
6.2 直流配电系统自适应下垂系数优化控制 194
6.2.1 自适应下垂系数控制流程 194
6.2.2 控制方法的实现 195
6.2.3 算例验证与分析 198
6.2.4 实验平台验证 200
6.3 基于摄动理论的直流微电网下垂系数优化 203
6.3.1 直流微电网小扰动模型 203
6.3.2 下垂系数摄动分析 208
6.3.3 下垂系数协调优化 213
6.3.4 仿真验证 217
6.3.5 实验平台验证 224
6.4 本章小结 227
参考文献 227
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