【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于并網變流器穩定性分析，特別是涉及一種基于多變量siso模型的并網變流器系統穩定性分析方法。
技術介紹
1、為滿足環境、能源和經濟需求，風電、光伏等可再生能源在電網中的滲透率不斷提高。并網變流器是可再生能源與電網之間的接口裝置，其運行特性受到廣泛關注。并網變流器是典型的時變系統，其工作點通常不斷變化。工作點的變化將引起系統特性改變，因此，探討工作點對系統動態特性的影響，對于指導變流器運行調控具有重要意義。
2、傳統穩定性分析方法通常在特定工作點處將時變系統線性化為線性時不變(linear?time-invariant，lti)模型，進而分析系統在該工作點附近的動態特性。現有的技術主要分為狀態空間方法和阻抗/導納方法；狀態空間法是時域中的狀態空間模型依據所研究系統的閉環特征值分布，預測小信號穩定性和系統變量對不穩定的貢獻程度；在頻域阻抗/導納法中，使用多輸入多輸出(multiple?input?multiple?output，mimo)戴維南/諾頓等效電路分析并網裝置與外部電網之間的動態相互作用。上述傳統方法僅能分析系統在選定工作點附近的動態特性。當實際工作點偏離選定工作點時，會引起較大的分析誤差。
技術實現思路
1、本專利技術實施例的目的在于提供一種基于多變量siso模型的并網變流器系統穩定性分析方法，以準確分析工作點對變流器系統穩定性的影響。
2、為解決上述技術問題，本專利技術所采用的技術方案是，一種基于多變量siso模型的并網變流器系統穩定性
3、s1、建立控制對象和電流控制器的小信號模型；
4、s2、線性化鎖相環和坐標變換環節；
5、s3、分析工作點變量穩態關系，進行工作點變量替換；
6、s4、構建多變量復矢量導納模型；
7、s5、重構控制環路，形成多變量siso模型；
8、s6、使用經典奈奎斯特準則判斷系統穩定性。
9、進一步的，所述s1具體為：
10、在dq坐標系下，功率電路中物理量的小擾動量存在如下關系：
11、
12、其中，δi為輸出電流矢量的小擾動量；δu為輸出電壓矢量的小擾動量；δe為變流器內電勢的小擾動量；δug為電網電壓矢量的小擾動量；yf(s)和zg(s)為dq坐標系下的濾波導納、線路阻抗：
13、
14、zg(s)＝lg(s+jω1)+rlg
15、lg為電網側線路電感，rlg為電網側線路電阻，l為濾波電感，rl為濾波電感的寄生阻抗，ω1為電網基波角頻率，s為微分算子，j為虛數單位；
16、在dqc坐標系下，電流控制器的小信號模型為
17、
18、為dqc坐標系下逆變器內電勢給定值矢量的小擾動量，gc(s)為pi電流控制器，δir為輸出電流給定值矢量的小擾動量，δic為dqc坐標系下輸出電流矢量的小擾動量。
19、進一步的，所述s2具體為：
20、線性化鎖相環：
21、
22、其中，δθ為pll輸出相角的小擾動量，j為虛數單位；δu為輸出電壓矢量的小擾動量，δu*為δu的共軛，gpll(s,u0)如下：
23、
24、gpll(s,u0)為pll的傳遞函數，u0為輸出電壓矢量的穩態工作點，kpp為鎖相環pi調節器的比例系數，kip為鎖相環pi調節器的積分系數，s為微分算子；
25、δi→δic和δerc→δer坐標變換的線性化表達式：
26、
27、其中
28、δipll＝ji0δθ,δerpll＝je0δθ
29、δic為dqc坐標系下輸出電流矢量的小擾動量，δe為變流器內電勢的小擾動量，為dqc坐標系下逆變器內電勢給定值矢量的小擾動量；δerpll和δipll為中間參數無實際含義，將ji0δθ定義為δipll，將je0δθ定義為δerpll；δθ為pll輸出相角的小擾動量；i0為輸出電流矢量的穩態工作點。
30、進一步的，所述s3具體為：
31、系統小信號模型中包含穩態工作點變量u0、e0和i0；在穩態情況下，由于鎖相環定向作用，pcc電壓的q軸分量uq0為0，即：
32、u0＝ud0+juq0＝ud0,uq0＝0
33、同時，電網電壓幅值|ug0|恒定，即：
34、
35、u0為輸出電壓矢量的穩態工作點，ud0為u0的有功分量，uq0為u0的無功分量；ug0為電網電壓矢量的穩態工作點，ugd0為ug0的有功分量，ugq0為ug0的無功分量；結合式上面兩式，得到功率電路中各物理量之間的靜態關系：
36、
37、re[·]為對應復矢量的實部，im[·]為對應復矢量的虛部，ugd0(·)為ug0的有功分量函數；其中，
38、
39、ug0、u0和e0為i0的函數，ug為穩態電網電壓，則：
40、
41、
42、(·)*表示對應物理量的共軛；其中，nypll(s,i0)、ngpll(s,i0)和dpll(s,i0)是關于微分算子s和輸出電流工作點i0的多變量傳遞函數，其表達如下：
43、
44、其中，yf(s)和zg(s)為0hz下濾波導納、電網線路阻抗的q軸分量，fp(s)鎖相環的pi調節器，fp(s)＝kpp+kip/s，kpp為pi調節器的比例系數，kip為pi調節器的積分系數，s為微分算子；
45、與工作點相關的多變量傳遞函數nypll(s,i0)、ngpll(s,i0)和dpll(s,i0)包含在了擾動前饋路徑中。
46、進一步的，所述s4具體為：
47、擾動作用下的系統閉環傳遞函數導出如下：
48、
49、其中，
50、
51、
52、gdel為數字控制系統的時間延遲；gc為pi電流控制器；zf為dq坐標系下的濾波阻抗；
53、其中，rcl1(s,i0)和icl1(s,i0)分別為ycl1(s,i0)的實部和虛部，rcl2(s,i0)和icl2(s,i0)分別為ycl2(s,i0)的實部和虛部，復矢量形式的輸入導納ycl1(s,i0)和ycl2(s,i0)與矩陣形式的輸入導納ym(s)關系如下：
54、
55、進一步的，所述s5具體為：
56、由功率電路中物理量的小擾動量存在的關系、擾動作用下的系統閉環傳遞函數得出：
57、δi＝ycl1(s,i0)(δug+zg(s)δi)+ycl2(s,i0)(δug+zg(s)δi)*
58、則電網電壓恒定，因此
59、
60、其中，
61、gcl1(s,i0)＝ycl1(s,i0)zg(s)本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于多變量SISO模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于多變量SISO模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，所述S1具體為：
3.根據權利要求1所述的基于多變量SISO模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，所述S2具體為：
4.根據權利要求1所述的基于多變量SISO模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，所述S3具體為：
5.根據權利要求1所述的基于多變量SISO模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，所述S4具體為：
6.根據權利要求1所述的基于多變量SISO模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，所述S5具體為：
7.根據權利要求1～6任一所述的基于多變量SISO模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，在如下三相并網變流器系統進行：
8.根據權利要求7所述的基于多變量SISO模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，所述鎖相環用于保持變流器與電網的同步。
【技術特征摘要】
1.一種基于多變量siso模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于多變量siso模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，所述s1具體為：
3.根據權利要求1所述的基于多變量siso模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，所述s2具體為：
4.根據權利要求1所述的基于多變量siso模型的并網變流器系統穩定性分析方法，其特征在于，所述s3具體為：
5.根據權利要求1所述的...
【專利技術屬性】
技術研發人員：謝偉杰，鄭宇婷，肖凡，涂春鳴，郭祺，葛平榛，
申請(專利權)人：湖南大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。