张明锐 李元浩 欧阳丽 孙 华

（1. 同济大学电子与信息工程学院 上海 201804 2. 上海电气集团股份有限公司中央研究院 上海 200070）

1 引言

在风力发电系统中，当风速变化较为强烈时，将造成直流侧电压较为剧烈的波动，进而影响并网电压的稳定[1,2]。此外，电网电压的跌落将引起风电系统直流侧电压波动，甚至引起发电机侧变流器功率失衡，风电机组脱网，对电网的稳定性和电能质量构成威胁，造成巨大损失[3-6]。

从以上两个问题可以看出，为了保证联网的稳定性和电能质量，抑制风电系统直流侧电压的波动是关键。因此本文在低压直流侧并联超级电容器，在风力发电系统中通过双向 DC-DC变换器对超级电容器快速充放电来恢复并维持直流母线电压[7-9]。而 DC-DC变换器的拓扑结构及其控制方法对减少变换器工作状态转换过程中的超调，抑制直流母线电压波动具有重要的意义。DC-DC变换器常用状态空间平均[10,11]或电路平均[12]的小信号法作为主要建模与分析的方法。此方法便于系统稳定性分析以及控制器的设计，但由于小信号模型是通过忽略模型中高次项近似得到，因此当系统面对大信号扰动时（如电网电压跌落），此方法具有局限性[13]。近年来，由于运用混杂系统理论建模精度高，无需近似处理，混杂系统被越来越多地应用于 DC-DC变换器的建模和控制。文献[14]建立了DC-DC变换器在连续工作模式下混杂系统模型，提出一种基于李雅普诺夫的稳定条件的新型类滑模控制策略；……