[發(fā)明專利]多端口能源路由器自-互-群多層次穩(wěn)定辨識與回穩(wěn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910674773.0
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110401231B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王睿;孫秋野;馬大中;胡旌偉;孫振奧
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種多端口能源路由器自-互-群多層次穩(wěn)定辨識與回穩(wěn)方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：對待檢測的單項雙能流多端口能源路由器系統(tǒng)進行系統(tǒng)參數(shù)初始化；所述系統(tǒng)參數(shù)包括能源路由器系統(tǒng)前端DC變換器、雙有源橋雙向DC-DC變換器、后端AC/DC變換器這三個子系統(tǒng)中的電阻值、電感值、電容值、線路阻抗、開關(guān)頻率及多接口處儲能、光伏設(shè)備；

步驟2：根據(jù)前端DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)建其Eular-Lagrange數(shù)學模型，并根據(jù)前端DC變換器的數(shù)學模型計算其傳遞函數(shù)，進而判斷多端口能源路由器系統(tǒng)直流前端的穩(wěn)定性，若判別結(jié)果為失穩(wěn)，則判定多端口能源路由器系統(tǒng)為自層級失穩(wěn)，并執(zhí)行步驟7，否則執(zhí)行步驟3；

步驟3：根據(jù)雙有源橋雙向DC-DC變換器的拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)建其Eular-Lagrange數(shù)學模型，并根據(jù)雙有源橋雙向DC-DC變換器的數(shù)學模型計算其傳遞函數(shù)，進而判斷其穩(wěn)定性；若判別結(jié)果為失穩(wěn)，則判定多端口能源路由器系統(tǒng)為自層級失穩(wěn)，執(zhí)行步驟7，否則執(zhí)行步驟4；

步驟4：根據(jù)后端AC/DC變換器的電路拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)建其Eular-Lagrange數(shù)學模型，并根據(jù)后端AC/DC變換器的數(shù)學模型計算其傳遞函數(shù)，根據(jù)其傳遞函數(shù)的奈斯曲線判定后端AC/DC變換器的穩(wěn)定性，若判別結(jié)果為失穩(wěn)，則判定多端口能源路由器系統(tǒng)為自層級失穩(wěn)，并執(zhí)行步驟7，否則執(zhí)行步驟5；

步驟5：通過步驟2-4在確定單項雙能流多端口能源路由器的基本三級獨立子系統(tǒng)穩(wěn)定后，在雙有源橋雙向DC-DC變換器前后級母線處接入多負載及光伏、風機這些新能源設(shè)備，進一步確定單項雙能流多端口互耦合能源路由器的單體穩(wěn)定性；若判別結(jié)果為失穩(wěn)，則判定多端口能源路由器系統(tǒng)為互層級失穩(wěn)，并執(zhí)行步驟7，反之則執(zhí)行步驟6；

步驟6：通過步驟5在確定單項雙能流多端口能源路由器單體穩(wěn)定后，判斷集群能源路由器整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性；若判斷結(jié)果為失穩(wěn)，則集群雙能流多端口能源路由器系統(tǒng)為能源路由器群層級失穩(wěn)，執(zhí)行步驟7，進行集群能源路由器三層阻抗重塑，使得系統(tǒng)達到穩(wěn)定；

步驟7：如果通過上述步驟2-6辨識得到集群單項雙能流多端口能源路由器系統(tǒng)存在失穩(wěn)結(jié)果，則針對步驟2-6不同層次的失穩(wěn)環(huán)節(jié)分別采用自調(diào)節(jié)參數(shù)技術(shù)、無源耦合阻抗重塑技術(shù)和源側(cè)級聯(lián)阻抗重塑技術(shù)使系統(tǒng)穩(wěn)定；

步驟7.1：針對能源路由器自層級失穩(wěn)現(xiàn)象，根據(jù)下垂系數(shù)越小系統(tǒng)穩(wěn)定性越高的原則，分別利用反正切函數(shù)調(diào)節(jié)單臺能源路由器的后端DC變換器中的下垂控制系數(shù)，并重新執(zhí)行步驟1；

步驟7.2：針對能源路由器互層級失穩(wěn)現(xiàn)象，電源側(cè)級聯(lián)阻抗控制降低電源側(cè)子系統(tǒng)的阻抗來滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定性；經(jīng)過此無源耦合阻抗重塑技術(shù)后，重新執(zhí)行步驟5；

步驟7.3：針對能源路由器群層級失穩(wěn)現(xiàn)象，通過增大電源側(cè)輸出導納矩陣來實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定，即降低戴維南等效電路中的輸出阻抗值，單體能源路由器穩(wěn)定的情況下，集群能源路由器由于相互耦合僅會誘發(fā)低頻振蕩和同步失穩(wěn)，而非全頻域失穩(wěn)，因此設(shè)計的虛擬阻抗是特定頻域內(nèi)的阻抗重塑技術(shù)；經(jīng)過此源側(cè)級聯(lián)阻抗重塑技術(shù)后，重新執(zhí)行步驟6。