Stability analysis and fail-safe operation of inverters operated in parallel
Stability analysis and fail-safe operation of inverters operated in parallel
复制标题
逆变器并联运行的稳定性分析和故障安全运行
DOI：
10.1080/00207179.2015.1041553
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发表时间：
2015
影响因子：
2.1
通讯作者：
Konstantopoulos G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Konstantopoulos G
本文证明了并联运行逆变器有界意义上的稳定性，并针对广义耗散哈密顿形式描述的通用线性或非线性负载实现了故障安全运行。最近在文献中提出的鲁棒下垂控制器（RDC）用于实现精确的比例功率共享和严格的电压调节，以非线性矩阵形式实现，以实现有界逆变器电压并继承故障安全能力。利用非线性Lyapunov方法，证明了具有故障安全功能的RDC逼近原始RDC，在给定的技术限制内产生有界逆变器输出电压，并保证非线性闭环系统在有界意义上的稳定性。当违反规定的限制时，例如由于传感器故障，所提出的方法以连续时间的方式快速关闭，从而断开逆变器，即使在保护电路发生故障时也能防止整个系统故障。大量的仿真结果证明了这种方法适用于在传感器故障情况下为线性和非线性负载供电的两个单相并联逆变器。
In this paper, the stability in the sense of boundedness of inverters operated in parallel is proven and the fail-safe operation is achieved for generic linear or nonlinear loads described in the generalised dissipative Hamiltonian form. The robust droop controller (RDC), recently proposed in the literature for achieving accurate proportional power sharing and tight voltage regulation, is implemented in a nonlinear matrix form to achieve a bounded inverter voltage and inherit a fail-safe capability. Using nonlinear Lyapunov methods, it is proven that the RDC with fail-safe approximates the original RDC, generates a bounded inverter output voltage within the given technical limits and guarantees nonlinear closed-loop system stability in the sense of boundedness. When the prescribed limits are violated, e.g. due to sensor failure, the proposed method rapidly shuts down in a continuous-time manner, thus disconnecting the inverter to prevent a complete system failure even when the protection circuit fails. Extensive simulation results are presented to demonstrate this approach for two single-phase paralleled inverters feeding a linear and a nonlinear load under a sensor failure scenario.
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