[發明專利]柔性直流配電系統低頻振蕩機理的分析方法

在審

• 申請號: 202010276802.0
• 申請日: 2020-04-09
• 公開（公告）號: CN111400980A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 彭克;李海榮;魏智宇;王琳;李喜東;劉磊
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G06F30/3308
• 分類號: G06F30/3308;H02J1/00;G06F111/10
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

1.一種柔性直流配電系統低頻振蕩機理的分析方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟1：根據直流電壓控制系統的數學模型，建立其等效物理電路模型；

步驟2：建立柔性直流配電系統的物理電路模型；

步驟3：對直流電壓控制系統的等效物理電路模型和柔性直流配電系統的物理電路模型進行仿真對比；

步驟4：基于等效物理電路模型，利用其電路動態過程模擬柔性直流配電系統的受擾過程；

步驟5：忽略掉直流線路，將等效物理電路模型降為二階等效物理電路模型；

步驟6：求解二階等效物理電路模型的微分方程，得到振蕩頻率的解；

步驟7：根據振蕩頻率的解得到分析結果。

2.根據權利要求1所述的柔性直流配電系統低頻振蕩機理的分析方法，其特征是，在步驟1中，在忽略內環控制的情況下，直流電壓控制系統的數學模型表示為：

ΔU_dc＝U_dc-U_dcref (1)

i_m＝k_pΔU_dc+k_i∫ΔU_dcdt (2)

i_s,dc＝μi_m (3)

式中，U_dc為換流器直流側電壓，U_dcref為控制系統直流電壓設定值，i_m為換流器交流側電流幅值，K_p為PI控制比例系數，K_i為PI控制積分系數，i_s,dc為換流器輸出電流，i_o,dc為直流線路電流，C_dc為換流器直流側電容，μ為變流器輸入輸出電壓轉換系數。

3.根據權利要求2所述的柔性直流配電系統低頻振蕩機理的分析方法，其特征是，對于雙向DC-AC電源，μ滿足：

μ＝1.5U_ac/U_dc (5)

式中，U_ac為換流器交流側電壓。

4.根據權利要求3所述的柔性直流配電系統低頻振蕩機理的分析方法，其特征是，在步驟4中，等效物理電路的微分方程為：

式中，

a＝R_dcC_RR_LC

利用盛金公式求解等效物理電路的微分方程，得到振蕩頻率的解析形式為：

式中，

A＝b²-3ac

B＝bc-9ad

C＝c²-3bd。

5.根據權利要求4所述的柔性直流配電系統低頻振蕩機理的分析方法，其特征是，在步驟5中，二階等效物理電路模型的微分方程為：

當時，微分方程存在一對共軛復根，此時電路的動態過程為振蕩性質，振蕩頻率等于共軛復根的虛部，求解微分方程，有

式中

C^*＝C_dc+C_R。

6.根據權利要求5所述的柔性直流配電系統低頻振蕩機理的分析方法，其特征是，所述式(9)在的情況下，由振蕩頻率的解得到

(1)在的情況下，振蕩頻率大小與電壓環積分系數成正比關系；

(2)在的情況下，振蕩頻率大小與電壓環比例系數成反比關系。