[發明專利]多端口能源路由器自-互-群多層次穩定辨識與回穩方法

有效

• 申請號: 201910674773.0
• 申請日: 2019-07-25
• 公開（公告）號: CN110401231B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 王睿;孫秋野;馬大中;胡旌偉;孫振奧
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種多端口能源路由器自-互-群多層次穩定辨識與回穩方法，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進行系統參數初始化；所述系統參數包括能源路由器系統前端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中的電阻值、電感值、電容值、線路阻抗、開關頻率及多接口處儲能、光伏設備；

步驟2：根據前端DC變換器的拓撲結構構建其Eular-Lagrange數學模型，并根據前端DC變換器的數學模型計算其傳遞函數，進而判斷多端口能源路由器系統直流前端的穩定性，若判別結果為失穩，則判定多端口能源路由器系統為自層級失穩，并執行步驟7，否則執行步驟3；

步驟3：根據雙有源橋雙向DC-DC變換器的拓撲結構構建其Eular-Lagrange數學模型，并根據雙有源橋雙向DC-DC變換器的數學模型計算其傳遞函數，進而判斷其穩定性；若判別結果為失穩，則判定多端口能源路由器系統為自層級失穩，執行步驟7，否則執行步驟4；

步驟4：根據后端AC/DC變換器的電路拓撲結構構建其Eular-Lagrange數學模型，并根據后端AC/DC變換器的數學模型計算其傳遞函數，根據其傳遞函數的奈斯曲線判定后端AC/DC變換器的穩定性，若判別結果為失穩，則判定多端口能源路由器系統為自層級失穩，并執行步驟7，否則執行步驟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穩定后，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定性；若判別結果為失穩，則判定多端口能源路由器系統為互層級失穩，并執行步驟7，反之則執行步驟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定后，判斷集群能源路由器整個系統的穩定性；若判斷結果為失穩，則集群雙能流多端口能源路由器系統為能源路由器群層級失穩，執行步驟7，進行集群能源路由器三層阻抗重塑，使得系統達到穩定；

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存在失穩結果，則針對步驟2-6不同層次的失穩環節分別采用自調節參數技術、無源耦合阻抗重塑技術和源側級聯阻抗重塑技術使系統穩定；

步驟7.1：針對能源路由器自層級失穩現象，根據下垂系數越小系統穩定性越高的原則，分別利用反正切函數調節單臺能源路由器的后端DC變換器中的下垂控制系數，并重新執行步驟1；

步驟7.2：針對能源路由器互層級失穩現象，電源側級聯阻抗控制降低電源側子系統的阻抗來滿足系統的穩定性；經過此無源耦合阻抗重塑技術后，重新執行步驟5；

步驟7.3：針對能源路由器群層級失穩現象，通過增大電源側輸出導納矩陣來實現系統的穩定，即降低戴維南等效電路中的輸出阻抗值，單體能源路由器穩定的情況下，集群能源路由器由于相互耦合僅會誘發低頻振蕩和同步失穩，而非全頻域失穩，因此設計的虛擬阻抗是特定頻域內的阻抗重塑技術；經過此源側級聯阻抗重塑技術后，重新執行步驟6。