Boost斩波器在功率源负载下的动态特性与控制方法 Dynamic characteristics and control of Boost chopper with power source load.pdfVIP

第28卷第12期 电力自动化设备 V01．28No．12 ElectricPowerAutomation 2月 Equipment Dec．2008 @2008年1 Boost斩波器在功率源负载下的 动态特性与控制方法 董钺1’2，孔 力1，齐智平1 (1．中国科学院电工研究所，北京100080；2．中国科学院研究生院，北京100080) 摘要：为更方便、经济地研究分布式发电单元的电特性。可用Boost斩波器对发电单元直流特性进 行模拟。分布式发电单元在功率变化过程中的直流特性较为复杂，因此在功率源负载下将Boost斩 波器的二阶非线性状态方程近似线性化，并根据其特点采用输出反馈控制法。对输出电压和电流分 别加以调节。由于采用数字控制，故对斩波器及控制器离散化模型进行了详细分析。根据稳定性判 据得出控制参数取值范围。给出并分析了斩波器在恒功率、恒压、变压变功率情况下的实验波形。 验证了该控制方法的有效性。 关键词：Boost斩波器；分布式发电；输出反馈；数字控制 46 中图分类号：TM 文献标识码：A 0引言 以 随着当今社会对能源及环保的要求日益提高。 P 分布式发电技术体现出极大优势与潜力。可实现一次 能源多元化、节能并减轻环境压力【l。】。在各种分布 圈1电流蓬缨模式下Boost斩波器模型 式发电单元中．多数一次能源发出直流电或高频电。 ModelofBoost in Fig．i chopper 均需通过逆变器并人电网(配网或微电网)或带负 continuousconductionmode 载。故不同类型及不同运行方式下的特性可通过直 图中，“为输入电压，玑为输出电压，i。为电感 流侧加以体现。因此，若以分布式发电单元的电特 电流，i。为输出电流，D为占空比，P为负载功率。 性为研究重点。可采用斩波器对某一类型分布式发 由图1所示模型可得其状态方程如下： 电单元(如微型燃气轮机发电单元)直流侧的电特 性进行模拟．既可在一定精度范围内再现该发电 盟dt 2一击C+-C—hC玩。 一 … 单元在不同工况和运行模式下的电特性，又可暂时 (1) 忽略一次能源部分，是一种方便、经济的研究方法。 ，导一}+}+等D 在系统并网情况下，可将其视作PV或PQ节点； 由式(1)可知，此系统为标量控制的二阶仿射非 对本地负载(或单独带负载)而言，则相当于一恒定 线性系统，状态变量为输出电压玑及电感电流i。，控 电压源。故自直流侧看去。本质即为调节系统功率。 制变量为占空比D。上述方程可表示为向量形式： 同时。提高直流侧电压，亦可改善系统稳定性[8】，并 减小逆变器压力。因此，采用升压型Boost斩波器模 X=f(x)+譬(工)Ⅱ 拟系统直流侧特性较为合适。 在此对Boost