电力电子系统建模与分析孙 尧 林 建 亨中南大学自动化学院2025 年 9 月中南大学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY01 研究背景02 单机系统分析03 多机系统分析04 总结与展望报告大纲研究背景口 电力电子变流器在电能的加工与利用环节中比重日益增大，电力系统电力电子化日趋明显电 力 电 子 化 电 力 系 统 发电：新能源占比 10%输 电柔性交流 (高压直流 (风 能光伏潮 汐 7发 电数据中心轨道交通工业生产家庭生活配用电储电抽水飞轮电 池25%10%2030 2060输电： HVDC 占比全球 49%储能；已达 59.4GW43.42018201920202021202235.6 32.431.359.4系统级优化 工频控制原动机控制频带励磁控制频带功率控制频带 锁相环控制频带电压控制频带 电流控制频带开关切换电力电子装置开关频带开关频率口 如何准确地分析和预测上述振荡失稳现象 ?口 电力电子化电力系统出现了宽频振荡、边带振荡等现象，其安全运行受到了威胁惯性频率 fi 电网频率。频率 f(Hz)研究背景传统电力系统电力电子系统电力电子化电力系统边带振荡宽频振荡4研究背景单机系统分析多机系统分析总结与展望01020304报 告 大 纲典型电力电子系统口 绝大部分的电力电子系统属于非线性周期开关切换系统口 模型是分析与设计的基 础，准确的行为预测依赖精确的模型单机系统分析单机系统连续域模 型广义平均 / 动态相模型谐波状态空间 /谐波传递函数谐波线性化多频线性化庞加莱映射Filippov 方法单 机 系 统 分 析离散域模型口 用傅里叶系数的直流动态实现对交流动态行为的表征 ( 升维线性化 )[1]S.R.Sanders,J.M.Noworolski,X.Z.Liu,et.al,"Generalized averaging method for power conversion circuits,"21st Anmal IEEE Conf.Power Electronic Spec,pp.333-340,1990.[2]A.M.Stankovic,S.R.Sanders,et al,"Dynamic phasors in modeling and analysis of unbalanced polyphaser ac machines,"IEEE Trans.Energv Cov.,vol.17.no.1,pp.107-113,Mar.2002.[3]R.D.Middlebrook and S.Cuk,"A general unified approach to modeling switching-converter power stages,"in Proc.IEEE Power Electron.Spec.Conf,pp.18-34,Jun 1976. 81st Fourier 展 开 ( 非线性时不变 ):2nd 平衡点线性化 ( 线性时不变 - 无穷维MIMO):Fourier 展开截断广义滑动平均算子广义平均 / 动态相模型[1,2]二 单机...
