彭方成 范学鑫 王瑞田 刘金辉 陈金萌

大容量DC-DC变流器输出阻抗特性分析及应用

彭方成1,2范学鑫2王瑞田2刘金辉1陈金萌1

（1. 海军潜艇学院 青岛 266199 2. 海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室 武汉 430033）

舰船低压变配电系统中的大容量电力电子设备级联后，可能由于阻抗不匹配而导致电压振荡失稳。为了探究影响电力电子级联系统静态稳定性的因素，该文针对大容量DC-DC变流器进行建模和阻抗特性分析。首先，基于开关网络平均法建立变流器的小信号模型，推导出相应的输出阻抗模型。在此基础上，根据阻抗比判据进行稳定性原理分析，明确变流器输出阻抗幅值的峰值是造成阻抗不匹配的主导因素。进一步地，通过探究不同运行模式下变流器控制方式、控制参数和滤波器参数对输出阻抗幅值的影响，为改善系统静态稳定性找准优化的方向。最后，通过PSCAD/EMTD仿真和试验验证了该文稳定性分析的正确性。

DC-DC变流器 输出阻抗 级联系统 静态稳定性

0 引言

随着电力电子技术在电能变换方面的成熟应用，采用“模块化、集成化、系统化”思想的舰船综合电力系统成为未来的发展方向[1]。在综合电力系统中，低压变配电子系统是实现中压直流到低压交流电能转换的关键组成部分。变流器-逆变器级联示意图如图1所示，DC-DC变流器（以下简称变流器）将主网中压直流转换成低压直流，DC-AC逆变器（以下简称逆变器）将低压直流转换成低压交流。由于变流器和逆变器都是强非线性的电力电子设备，级联后相互影响，若级联变换器阻抗不匹配，将会使系统的静态稳定性退化，容易产生低频振荡和电压失稳现象[2]。……