[發明專利]基于混合勢函數的交直流混合系統穩定性分析方法及系統

有效

• 申請號: 201910099279.6
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109861229B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 鄭競宏;趙文志
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H02J3/02
• 分類號: H02J3/02;H02J1/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種基于混合勢函數的交直流混合系統穩定性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

根據交直流混合系統詳細模型搭建適用于構建混合勢函數的交直流系統等值模型，其中，構建過程中，根據所述交直流混合系統的電力電子變壓器拓撲結構構建所述等值模型；

通過所述等值模型，利用混合勢函數構建方法構建待研究系統的混合勢函數；以及

對所述混合勢函數進行重構，并利用重構后的混合勢函數求解特征根，以根據混合勢函數第三穩定性理論推導交直流混合系統的穩定性判據；其中，

所述通過所述等值模型，利用混合勢函數構建方法構建待研究系統的混合勢函數，包括：

對所述電力電子變壓器的整流級，隔離級，逆變級和DC-DC環節分別建立混合勢函數，其中，

逆變級建立的混合勢函數P₁如下：

P₁＝-∫U_dldi_load2+3∫U₂di_ns-3∫U_out1di_ns，

DC-DC環節建立的混合勢函數P₂如下：

隔離級建立的混合勢函數P₃如下：

整流級建立的混合勢函數P₄如下：

將所述電力電子變壓器的整流級，隔離級，逆變級和DC-DC環節分別建立的混合勢函數的和值，作為所述交直流混合系統的混合勢函數P，可通過下述公式實現：

P＝P₁+P₂+P₃+P₄；

其中，U_dl為隔離級低壓直流側電壓，U₁為整流橋等效到高壓交流側的電壓，U₂為低壓交流側電壓，U_out1為逆變級輸出側交流電壓有效值，U_out2為DC-DC環節直流端口電壓，U_dh為隔離級高壓直流側電壓，U_S為電網電壓，i_load1為DC-DC環節等效到隔離級的受控電流源，i_load2為逆變級等效到隔離級的受控電流源，i_ns為低壓交流側電流，i_DCS是等效到DC-DC環節的受控電流源，i_h為隔離級控制環節等效到高壓直流側的受控電流源，i_l為隔離級高頻變壓器等效的受控電流源，i_VSC1為高壓交流側電流，i_VSC2是整流橋等效到隔離級側的受控電流源，P_CPL1為DC-DC環節直流端口負載功率，R₁為高壓交流側電阻，R₂為高壓直流側電阻。

2.根據權利要求1所述的基于混合勢函數的交直流混合系統穩定性分析方法，其特征在于，所述通過所述等值模型，利用混合勢函數構建方法構建待研究系統的混合勢函數進一步包括：

所述混合勢函數將預設的電路結構構造成李雅普諾夫的能量勢函數P，P與電感電流i_p、電容電壓v_σ需滿足條件：

3.根據權利要求2所述的基于混合勢函數的交直流混合系統穩定性分析方法，其特征在于，利用元件分析法構造所述能量勢函數進一步包括：

分別計算非儲能元件支路的電流勢函數和電容支路的電流電壓之和；

將所述非儲能元件支路的電流勢函數和所述電容支路的電流電壓之和相加P＝∫∫_uv_udi_u+∑i_rv_r|_r，其中，u為非儲能元件支路號，r為電容支路序號，v為電壓，i為電流。