一种计及负载特性的柴储型车载电源系统的稳定性设计方法技术方案

本发明专利技术公开一种计及负载特性的柴储型车载电源系统的稳定性设计方法，该车载电源系统包括柴油发电机组、蓄电池组、直流母线，以及变流装置，该方法为在恒功率负载和阻性负载共存下的车载电源系统的稳定性设计方法，充分计及了两类负载特性对系统稳定性的影响，包括三个流程，一为建立柴储型车载电源系统的平均电路模型，估算系统稳定约束条件；二为建立柴储型车载电源系统的功率平衡方程，估算系统功率平衡条件；三为根据一、二得到的稳定约束条件和功率平衡条件，获得系统的统一稳定性设计依据。该依据揭示了负载功率、电压等级、电流保护阈值、控制参数之间的约束关系，为本领域技术人员在车载电源系统设计之初提供部件选型和参数设计参考。

A stability design method of vehicle storage power system considering load characteristics

The invention discloses a stability design method for a diesel fuel system with a load characteristic, which includes a diesel generator set, a battery group, a DC bus, and a converter. This method is a stability design method for the vehicle load power system under the coexistence of constant power load and resistive load. The effect of the two types of load characteristics on the stability of the system is fully included, including three processes. One is the average circuit model of the vehicle power supply system, the stability constraints of the system are estimated, and the second is to establish the power balance equation for the vehicle power supply system of the wood storage type, and to estimate the power balance condition of the system; three is based on one or two. The stability constraints and power balance conditions are obtained, and the unified stability design basis of the system is obtained. This basis reveals the constraints of load power, voltage level, current protection threshold and control parameters, and provides reference for the technical personnel in the field to provide components selection and parameter design at the beginning of the design of the vehicle power supply system.

【技术实现步骤摘要】
一种计及负载特性的柴储型车载电源系统的稳定性设计方法
本专利技术涉及一种分布式电源系统的稳定性分析与评估方法，尤其是计及负载特性的柴储型车载电源系统的稳定性设计方法。
技术介绍
柴油发电机组(以下简称“油机”)作为一种相对稳定可靠的发电(电源)系统，在车载移动电站(汽车电站)中得到广泛应用。但由于油机的转动惯量较小，为避免负载突加突卸可能引起发的系统端电压的波动，储能装置通常被用来当作能量缓冲器，与油机配合使用，构成柴储型车载电源系统。关于柴储型车载电源系统的拓扑及控制，目前已有相关研究。专利技术专利“一种柴储型军用交流移动电站及其电能质量控制方法(ZL201510689526.X)”公开了一种柴储型车载移动电站的拓扑结构，分析了非线性负载对电站输出电能质量的影响，提出了改善电能质量的对策；专利技术专利“一种车载式直流微电网系统及其控制方法(ZL201510958644.6)”提出了一种包含光伏、柴油发电机组、储能装置在内的直流微电网架构，并对其并网、离网运行控制进行了详细的设计。然而，上述研究在对车载电源系统进行控制系统设计时，通常假设系统本身是稳定的，没有考虑负载特性可能引发的系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计及负载特性的柴储型车载电源系统的稳定性设计方法，其特征在于，所述的车载电源系统包括柴油发电机组、蓄电池组、直流母线，以及变流装置；其中，所述的变流装置包括整流器和DC/DC变换器，所述的柴油发电机组通过所述的整流器并联在所述的直流母线上，所述的蓄电池组通过所述的DC/DC变换器并联在所述的直流母线上；所述的稳定性设计方法包括三个流程，流程一为建立柴储型车载电源系统的平均电路模型，并估算系统的稳定约束条件I；流程二为建立柴储型车载电源系统的功率平衡方程，并估算系统的稳定约束条件II；流程三为根据流程一、流程二得到的稳定约束条件I、II，获得柴储型车载电源系统为确保系统稳定需满足的约束条件。

【技术特征摘要】
1.一种计及负载特性的柴储型车载电源系统的稳定性设计方法，其特征在于，所述的车载电源系统包括柴油发电机组、蓄电池组、直流母线，以及变流装置；其中，所述的变流装置包括整流器和DC/DC变换器，所述的柴油发电机组通过所述的整流器并联在所述的直流母线上，所述的蓄电池组通过所述的DC/DC变换器并联在所述的直流母线上；所述的稳定性设计方法包括三个流程，流程一为建立柴储型车载电源系统的平均电路模型，并估算系统的稳定约束条件I；流程二为建立柴储型车载电源系统的功率平衡方程，并估算系统的稳定约束条件II；流程三为根据流程一、流程二得到的稳定约束条件I、II，获得柴储型车载电源系统为确保系统稳定需满足的约束条件。2.根据权利要求1所述的计及负载特性的柴储型车载电源系统的稳定性设计方法，所述的流程一具体为：S1.1建立柴储型车载电源系统的平均电路模型；其中，蓄电池组及其DC/DC变换器等效为电压控制电流源Iout，柴油发电机组及其整流器等效为电流源Ig；电压控制电流源Iout和电流源Ig采用并联连接形式，其中电压控制电流源Iout的表达式具体为：式中，Ubat为蓄电池组正负极间电压，Udc为直流母线平均电压或DC/DC变换器高压侧的平均电压，Uref为直流母线指令电压，udc为直流母线实测电压，uc1为比例积分控制器模拟电容的端电压，R1、R2分别为比例积分控制器的前级模拟电阻、后级模拟电阻；g为比例积分控制器的输出，且有所述的电流源Ig的表达式为：式中表示直流母线出线端实测负载电流的平均值；S1.2计算流经直流母线电容的电流IC，即：式中，C为直流母线电容的容值，RL为阻性负载的等效电阻，PCPL为恒功率负载的功率；S1.3计算流经比例积分控制器模拟电容的电流即：式中，C1为比例积分控制器模拟电容的容值；S1.4令x1＝udc，x2＝uc1，联立式(1.1)～(1.5)，得到：S1.5设系统工作于某稳态运行点X(X1，X2)，由式(1.6)可得：根据式(1.7)，计算系统的雅可比矩阵为：S1.6根据步骤S1.5得到的雅克比矩阵，获得系统的特征根方程：式中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐海亮，赵仁德，马文忠，陈路明，高强，马晓军，魏曙光，廖自力，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，中国人民解放军陆军装甲兵学院，
类型：发明
国别省市：山东,37