[發明專利]一種電網綜合負荷模型系統

在審

• 申請號: 202010677550.2
• 申請日: 2020-07-13
• 公開（公告）號: CN111799789A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 古濟銘;張林;吳迎霞;張同尊;劉述喜;賈勇;馮波;羅建
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網重慶市電力公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24
• 代理公司: 重慶企進專利代理事務所(普通合伙) 50251
• 代理人: 周輝

1.一種電網綜合負荷模型系統，包括ZIP負荷模型和電動機的動態模型，其特征在于，還包括電力電子負荷模型；所述電力電子負荷模型包括整流器模型和逆變器模型；所述整流器模型采用如下開關函數：

式中：e_a、e_b、e_c為電網電壓；i_a、i_b、i_c為電網電流；L₁為整流器的濾波電感；R₁為整流器的濾波電感寄生電阻；v_dc為直流側母線電壓；C₁為直流側母線電容；R_L為整流器的負載電阻；v_NO為直流側母線電容的負極對電網側的電壓；s_a、s_b、s_c為整流器開關函數，且滿足下式：

k＝a、b、c；

所述逆變器模型采用如下開關函數：

其中：

h_a、h_b、h_c為逆變器開關函數，且滿足下式：

k＝a、b、c；

式中：L₂為逆變器的濾波電感，C₂為逆變器的濾波電容，R₂為為逆變器的負載電阻；v_AB、v_BC、v_CA為交流測線電壓；i_ab、i_bc、i_ca為虛擬線電流；i_dc為直流側母線電流。

2.如權利要求1所述的電網綜合負荷模型系統，其特征在于，在所述整流器模型和逆變器模型中引入如下開關周期平均算子：

式中：x(t)為開關變換電路的變量，包括e_a、e_b、e_c、i_a、i_b、i_c、s_a、s_b、s_c和v_dc；T_s＝1/f_s為開關周期；

得到整流器的開關周期平均模型為：

得到逆變器的開關周期平均模型為：

3.如權利要求2所述的電網綜合負荷模型系統，其特征在于，在所述整流器的開關周期平均模型和所述逆變器的開關周期平均模型中引入如下等功率3s/2r變換矩陣：

在三相系統平衡下，所述整流器在dq0坐標系的平均模型如下：

所述逆變器在dq0坐標系的平均模型如下：

式中，d_d和d_q分別為整流器的開關函數在dq0坐標系的d軸和q軸上的分量；d_d′和d_q′分別為逆變器的開關函數在dq0坐標系的d軸和q軸上的分量。

4.如權利要求3所述的電網綜合負荷模型系統，其特征在于，對整流器在dq0坐標系的平均模型進行小信號處理，可得其直流工作點方程如下：

式中，D_d為直流工作點的占空比在d軸分量，D_q為直流工作點的占空比在q軸分量，I_d為輸入電流的d軸分量，I_q為輸入電流的q軸分量；

在三相對稱平衡下，所述整流器的小信號模型為：

對逆變器在dq0坐標系的平均模型進行小信號處理，可得其直流工作點方程如下：

在輸入直流電源電壓無擾動下，所述逆變器的小信號模型為：