电力系统稳定性分析飞机电气与运载工具

研究稳定性的一般方法是在系统的运行点附近将其线性化，得到系统小信号线性化模型。然后可以采用线性系统的稳定性分析方法，如Routh-Hurwitz法、根轨迹法、波特图法和奈奎斯特判据，确定系统的稳定性。大信号稳定性不能通过线性化方法得到。换言之，系统的小信号稳定性并不能决定大信号稳定性。

大信号稳定性是指系统在扰动的作用下从一个稳定运行点过渡到另一个稳定运行点的能力。在大信号稳定性评估方面，航空器电力系统对各类扰动的响应很重要。这些扰动包括电力需求的变化、电源的缺失、短路以及断路。此外，部件之间的互连也会影响系统的动态性能。

基于大信号模型的时域仿真能很好地完成航空器电力系统稳定性分析。其稳定性依赖于实际控制、保护电路的动态特性（如欠电压、过电压及过电流等保护）、电力电子变换器的开关效应以及由磁饱和、漏磁、半导体运行、温度变化和老化引起的非线性。

改善航空器电力系统的动态特性和提高其稳定性边界可以从以下方面着手：

1）采用合适的快速响应保护装置；

2）避免大负载接入；

3）扩充电源容量，保留适当的备用发电容量；(www.xing528.com)

4）扩充配电系统容量，保留向负载传送电能的备用容量；

5）避免长连接；

6）根据电源和配电系统的运行状态合理地管理负载，防止过载发生；

7）通过管理中心指令控制负载，应保证系统总是运行在额定功率附近；

8）避免过电压和欠电压的发生。

设计航空器电力系统时，一种保守的做法是增加电源和负载的设计冗余。这需要保守地定义系统稳定边界以及提高保护机制，从而应对运行中出现的任何不稳定状况。然而，实际设计中存在权衡问题，系统既不能运行在其稳定极限，也不能保留过大的发配电容量。实践中总是成本因素决定了如何进行取舍。