1.3.2 基于源侧虚拟阻抗控制的稳定性提升方法

在源侧采用虚拟阻抗控制的优点是可以在不影响负载性能的情况下，通过修改源侧变换器的输出阻抗提升系统稳定性。如图1.12a和b所示，参考文献[76]和[77]分别将Buck变换器的输出电流i_bus和电容电流i_C引入控制环路，以实现在变换器输出侧并联虚拟电阻R_vd的效果。然而，参考文献[76]所提控制策略需要通过比例微分控制器实现，难度较大，且可能会干扰原本的输出电压控制[78]。如图1.12c和d所示，参考文献[79]和[80]分别通过将Buck变换器的电感电流i_L和输出电流i_bus经系数R_vd引入控制环路，以实现在滤波电感上串联虚拟电阻R_vd的效果。参考文献[79]所提控制策略也可以用于Boost变换器、Buck-boost变换器和隔离型DC-DC变换器，但对变换器动态特性的负面影响较大[78]，尤其是严重影响了输出电压的稳态平均值，不过可以通过在反馈支路增加带通滤波器解决。参考文献[80]所提方案要求源变换器的闭环控制带宽必须大于恒功率负载输入LC滤波器的谐振频率，且不同恒功率负载的输入滤波器的谐振频率应不同。如图1.12e所示，参考文献[81]通过将Buck变换器的电容电流i_C通过系数k_AD引入控制环路，以实现在输出侧并联虚拟阻容的效果，不过增大虚拟电容会降低系统动态响应速度。如图1.12f所示，参考文献[82]通过将Buck变换器的输出电流i_bus引入控制环路，以实现在滤波电感上串联虚拟阻感的效果。如图1.12g所示，参考文献[83]针对采用输出电压单闭环控制的源变换器，将其输出电流i_bus经过控制器G_SVI（s）引入控制环路，以实现在输出侧串联虚拟阻抗Z_SVI（s）的效果，该方法不局限于特定的源变换器类型，且虚拟阻抗Z_SVI（s）的形式可以人为设定，但控制器G_SVI（s）的设计与实现可能较难。

图1.12 几种源侧虚拟阻抗控制策略

图1.12 几种源侧虚拟阻抗控制策略（续）