船舶電力變換系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析與控制研究.pdf

1、隨著船舶綜合電力系統(tǒng)的發(fā)展,越來越多的電力變換裝置逐漸應(yīng)用到船舶配電系統(tǒng)中。電力電子器件本身的非線性特性會使得電力變換系統(tǒng)之間產(chǎn)生互相影響,從而發(fā)生不穩(wěn)定、諧波以及其他的系統(tǒng)級問題。為保證船舶電力變換系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠工作,船舶電力變換系統(tǒng)之間的相互作用理論及相關(guān)穩(wěn)定控制方法是目前綜合電力系統(tǒng)的重要研究內(nèi)容之一。本文就船舶電力變換系統(tǒng)的穩(wěn)定性、源和負(fù)載電力變換裝置的控制方法設(shè)計以及模塊之間的相互作用等方面內(nèi)容展開研究。
　　論文首先

2、介紹了船舶電力變換系統(tǒng)的研究概況和主要研究方向,并就船舶電力變換系統(tǒng)在船舶綜合電力系統(tǒng)中的具體應(yīng)用問題進(jìn)行了分析和總結(jié)。然后采用ESAC標(biāo)準(zhǔn)作為穩(wěn)定性分析判據(jù),定義了電力變換裝置的輸入\輸出阻抗禁止區(qū)域,并給出了船舶電力變換系統(tǒng)中常用的電力變換裝置阻抗模型,為全文的理論分析和應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
　　其次,根據(jù)船舶電力變換裝置在直流區(qū)域配電系統(tǒng)中的功能和位置進(jìn)行分類,并給出具體的等效和簡化規(guī)則,提出了一種由小及大、由局部到整體的船舶直流

3、區(qū)域配電系統(tǒng)穩(wěn)定性分析方法。針對雙母線雙電源的完整區(qū)域配電結(jié)構(gòu)、單母線雙電源和單電源的重構(gòu)配電結(jié)構(gòu),按照提出的穩(wěn)定性分析步驟進(jìn)行具體分析,并對分析過程中不穩(wěn)定的情況采用穩(wěn)定控制方法改善系統(tǒng)輸入\輸出阻抗或禁止區(qū)域以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。
　　再次,分析了電力變換裝置在船舶直流區(qū)域配電系統(tǒng)中的恒功率特性及其對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響,為提高帶負(fù)載變換器工作時的系統(tǒng)穩(wěn)定性,提出了一種電壓電流雙反饋的單周控制方法和一種主動阻尼混合控制方法,顯著改善

4、了系統(tǒng)的輸出阻抗,滿足了系統(tǒng)穩(wěn)定要求。
　　然后,研究了電力變換裝置之間的相互影響和作用,分析源電力變換裝置的輸出阻抗對模塊間相互影響的作用,為抑制這種相互影響采用了自適應(yīng)增益前饋控制,使得系統(tǒng)能夠較好的減少相互作用。同時分析了單周控制對抑制前端輸入電壓擾動的作用,優(yōu)化負(fù)載變換裝置的輸入阻抗,減小了系統(tǒng)的相互影響。
　　最后,研究了變頻器-三相異步電機負(fù)載的閉環(huán)輸入阻抗及其影響因素,為改善變頻器-電機的閉環(huán)輸入阻抗特性,提出