1.3.2 基于源側虛擬阻抗控制的穩定性提升方法

在源側采用虛擬阻抗控制的優點是可以在不影響負載性能的情況下，通過修改源側變換器的輸出阻抗提升系統穩定性。如圖1.12a和b所示，參考文獻[76]和[77]分別將Buck變換器的輸出電流i_bus和電容電流i_C引入控制環路，以實現在變換器輸出側并聯虛擬電阻R_vd的效果。然而，參考文獻[76]所提控制策略需要通過比例微分控制器實現，難度較大，且可能會干擾原本的輸出電壓控制[78]。如圖1.12c和d所示，參考文獻[79]和[80]分別通過將Buck變換器的電感電流i_L和輸出電流i_bus經系數R_vd引入控制環路，以實現在濾波電感上串聯虛擬電阻R_vd的效果。參考文獻[79]所提控制策略也可以用于Boost變換器、Buck-boost變換器和隔離型DC-DC變換器，但對變換器動態特性的負面影響較大[78]，尤其是嚴重影響了輸出電壓的穩態平均值，不過可以通過在反饋支路增加帶通濾波器解決。參考文獻[80]所提方案要求源變換器的閉環控制帶寬必須大于恒功率負載輸入LC濾波器的諧振頻率，且不同恒功率負載的輸入濾波器的諧振頻率應不同。如圖1.12e所示，參考文獻[81]通過將Buck變換器的電容電流i_C通過系數k_AD引入控制環路，以實現在輸出側并聯虛擬阻容的效果，不過增大虛擬電容會降低系統動態響應速度。如圖1.12f所示，參考文獻[82]通過將Buck變換器的輸出電流i_bus引入控制環路，以實現在濾波電感上串聯虛擬阻感的效果。如圖1.12g所示，參考文獻[83]針對采用輸出電壓單閉環控制的源變換器，將其輸出電流i_bus經過控制器G_SVI（s）引入控制環路，以實現在輸出側串聯虛擬阻抗Z_SVI（s）的效果，該方法不局限于特定的源變換器類型，且虛擬阻抗Z_SVI（s）的形式可以人為設定，但控制器G_SVI（s）的設計與實現可能較難。

圖1.12 幾種源側虛擬阻抗控制策略

圖1.12 幾種源側虛擬阻抗控制策略（續）