多变换器直流电力电子系统中，对系统安全的关注是首要的。系统安全是指保证系统正常情况下的连续运行。正常情况是指无过载、无过电压、无欠电压，且满足负载需要的情况。系统的控制中心需维持系统的安全性。出于安全和控制的考虑，控制中心必须获得全面的系统信息，而且这些信息需实时自动更新。因此，需要对系统进行监视，但是对所有必要信号进行测量不太可能，也不经济，此外测量还有噪声。因而我们需要从不完整且有噪声的实时测量中获取完整的必要信息提供给控制中心，这就是状态估计器的工作。
MIT的Schweppe教授在20世纪60年代末提出和发展了普通电力系统状态估计的设想。从那时起，他进行了许多普通电力系统状态估计的研究，并发表了数百篇相关论文。但是，据我们所知，关于多变换器直流电力电子系统状态估计方面的工作很少见诸报道。尽管参考文献［29］、［30］研究了多种估计电力电子电路参数和状态的方法，但却不适用于系统层面上的控制及安全性估计。
由于存在开关效应，电力电子系统比普通电力系统要复杂得多。实际的电力电子变换器是非线性时变系统。普通电力系统中只有频率不变的交流信号，而直流电力电子系统中既有直流又有交流谐波［31］。也就是说，对于普通电力系统，我们只需估计每个状态变量的幅值和相位。而对于直流电力电子系统，我们需估计每个状态变量的直流值和谐波幅值及相位。本节我们首先将运用平均技术和广义状态空间平均法对系统进行建模。广义状态空间平均法中我们考虑了状态变量及其谐波的加权平均［12，14，24，27］。然后，我们再对提出的模型采用加权最小二乘（Weighted Least Squares，WLS）技术并估计状态变量。
在前面的章节中我们研究了多电车辆（MEV）、多电混合车辆（ME-HV）［32～34］、航天器和多电航空器电力系统［35，36］、国际空间站（ISS）［22，37～39］，电信和先进工业直流电力系统［31］，它们是多变换器直流电力电子系统最好的范例。与普通电力系统相比，这些系统的发电、配电和用电都以电力电子的形式实现。实践中采用多个DC/DC变换器作为电源、负载和配电变换器来提供所需的不同电压的电能［31］。图7-23所示为典型多变换器直流电力电子系统原理图。(www.xing528.com)
图7-23 典型多变换器直流电力电子系统
国际空间站电力系统是此类系统的一个特例。它的尺寸和容量都比其他多变换器直流电力电子系统大得多。国际空间站利用太阳能阵列发电，通过太阳能阵列开关单元（Solar Array Switching Units，SASU）供电。SASU由与首级总线连接的多个电力电子变换器构成。首级总线电压为直流160V。一部分电能通过电池充放电单元（BCDU）流入或流出电池。BCDU也由电力电子变换器构成。电能通过DC/DC变换器单元（DDCU）供给次级配电系统。DDCU将电压为160V的直流电降得更低，并供给首级和次级系统之间的接口［31］。
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