电工电气杂志社

蓄电池守护装置谐波建模及稳定性分析

来源：电工电气发布时间：2024-03-11 10:11 浏览次数：486

蓄电池守护装置谐波建模及稳定性分析

王建宇¹，刘天元¹，曹旭¹，黄政涛¹，吴清²

(1 江苏句容抽水蓄能有限公司，江苏句容 212416；

2 国网上海崇明供电公司，上海 202150)

摘要：研究了双向 DC/DC 拓扑的蓄电池守护装置的谐波稳定性问题。针对常见的双向 DC/DC 拓扑建立了系统的时域稳态模型，通过傅里叶变换映射至基于谐波状态空间的频域谐波模型，分析了系统中的电力电子非线性元件及调制方式对直流输出电压的影响。通过构建谐波传递函数，采用广义奈奎斯特稳定判据分析了不同控制参数下谐波模型的稳定性。基于 MATLAB/Simulink 仿真平台，验证了所建模型的正确性及分析方法的有效性。

关键词： 双向DC/DC 拓扑；蓄电池守护装置；谐波状态空间；谐波传递函数；广义奈奎斯特

中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2024)02-0019-05

Harmonic Modeling and Stability Analysis of Battery Guard Device

WANG Jian-yu¹, LIU Tian-yuan¹, CAO Xu¹, HUANG Zheng-tao¹, WU Qing²

（1 Jiangsu Jurong Pumped Storage Co., Ltd, Jurong 212416, China;

2 State Grid Shanghai Chongming Power Supply Company, Shanghai 202150, China）

Abstract: The harmonic stability of battery guardian devices in bidirectional DC/DC topology was studied in this paper. Firstly, the time-domain steady-state model of the system is established for the common bidirectional DC/DC topology, and then the influence of the nonlinear components and modulation modes of power electronics on the DC output voltage is analyzed by mapping to the frequency domain harmonic model based on harmonic state space by Fourier transform. By constructing the harmonic transfer function, the stability of harmonic models under different control parameters is analyzed by using the generalized Nyquist stability criterion. Finally, based on the MATLAB/Simulink simulation platform, the correctness of the model and the effectiveness of the analysis method are verified.

Key words: bidirectional DC/DC topology; battery guard device; harmonic state space; harmonic transfer function; generalized Nyquist

参考文献

[1] 赵子文，陈帝伊，李建玲，等. 五种抽蓄运行特点的区域能源系统灵活性评估[J] . 中国电机工程学报，2023，43(18) ：7103-7115.

[2] 李晶，罗洋，邹学毅，等. 基于蓄电池冗余技术的直流系统失压补偿研究[J] . 电力电子技术，2019，53(12) ：55-59.

[3] 方辉，周敬森，王皓正，等. 基于谐波状态空间的 MMC 背靠背直流输电系统阻抗建模及稳定性分析[J] .智慧电力，2023，51(3) ：87-95.

[4] 杨效，曾成碧，赖辉，等. 弱电网下基于谐波状态空间模型的光储-虚拟同步发电机稳定性分析与优化控制研究[J]. 电力系统保护与控制，2023，51(16) ：34-47.

[5] 王向宇，刘国宏，张逸凡. 双向 DC-DC 变换器输入电压前馈模糊 PI 控制研究[J] . 电工电气，2022(2) ：19-22.

[6] 王建宇，李先允，颜云松，等.DC/DC 变换器稳态运行谐波状态空间模型[J] . 电测与仪表，2023，60(4) ：113-120.

[7] 李圣元. 中压模块化多电平换流器的谐波扰动抑制方法研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2022.

[8] CAI Y, HE Y, ZHANG H, et al . Research on Harmonic State-Space Modeling and Calculation Analysis of Low-Switching-Frequency Grid-Connected Inverter Considering the Impact of Digitization[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2023，38(1) ：1003-1021.

[9] KWON J, WANG X, BLAABJERG F, et al.Harmonic Interaction Analysis in a Grid-Connected Converter Using Harmonic State-Space(HSS)Modeling [J] . IEEE Transactions on Power Electronics，2017，32(9) ：6823-6835.

[10] HIDIR E K, UYANIK I, MORGUL O.Harmonic transfer functions based controllers for linear time-periodic systems [J] . Transactions of the Institute of Measurement and Control，2019，41(8) ：2171-2184.

返回索引列表

Article retrieval

文章检索

蓄电池守护装置谐波建模及稳定性分析