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恒功率直流负载中虚拟电容控制的稳定性分析
Stability Considerations for Virtual Capacitor Control in Constant Power DC Loads
| 作者 | Muhammad Anees · Hao Tu · Srdjan Lukic |
| 期刊 | IEEE Transactions on Power Electronics |
| 出版日期 | 2025年4月 |
| 技术分类 | 控制与算法 |
| 技术标签 | 微电网 储能变流器PCS 弱电网并网 构网型GFM |
| 相关度评分 | ★★★★ 4.0 / 5.0 |
| 关键词 | 直流电网 恒功率负载 虚拟电容控制 系统稳定性 负阻抗不稳定性 母线电容 |
语言:
中文摘要
在直流电网中，恒功率负载（CPL）会导致负阻抗不稳定，通常需要大容量直流母线电容来维持稳定。本文研究了通过控制策略实现“虚拟电容”以减小物理电容尺寸的方法，并分析了该控制策略对系统稳定性的影响，指出虚拟电容的有效性对系统参数高度敏感。
English Abstract
In a dc grid, constant power loads (CPLs) necessitate a large bus capacitor to prevent negative impedance instability. Some of the capacitance can be realized virtually through CPL control to reduce the bus capacitor size. This letter analytically studies system stability with virtual capacitor control. We demonstrate that the effectiveness of virtual capacitor control is highly sensitive to the i...
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SunView 深度解读
该研究对阳光电源的储能系统（如PowerTitan、PowerStack）及直流微网解决方案具有重要参考价值。在储能变流器（PCS）中，通过软件算法实现虚拟电容，可有效降低直流侧物理电容的体积与成本，提升功率密度。同时，针对恒功率负载引起的负阻抗振荡问题，该控制策略能增强PCS在弱电网或复杂直流负载环境下的稳定性。建议研发团队在构网型（GFM）控制算法中引入虚拟电容补偿机制，以优化系统动态响应，并减少对大容量电解电容的依赖，从而提升产品长期运行的可靠性。