[發明專利]一種電力電子開關恒導納模型建立方法及系統

在審

• 申請號: 202011036925.3
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112199914A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 許明旺;姚蜀軍;韓民曉
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F30/367
• 分類號: G06F30/367;G06F30/3308;G06F17/16;G06F17/13;G06F111/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 崔玥

1.一種電力電子開關恒導納模型建立方法，其特征在于，所述建立方法包括如下步驟：

將電力電子開關電路中閉合的開關等效為RL串聯電路，斷開的開關等效為RC并聯電路，建立預設工作狀態的電力電子開關電路的等效電路；

基于KCL定律，建立所述等效電路的微分方程；

確定所述微分方程的狀態矩陣；

根據所述狀態矩陣，確定狀態矩陣的特征根最大時的等效電路中等效電容元件的電容值和等效電感元件的電感值；

根據等效電路中等效電容元件的電容值和等效電感元件的電感值，采用指數積分法建立預設工作狀態的電力電子開關電路的恒導納模型。

2.根據權利要求1所述的電力電子開關恒導納模型建立方法，其特征在于，所述基于KCL定律，建立所述等效電路的微分方程，具體包括：

基于KCL定律，建立所述等效電路的微分方程為：

其中，i₁(t)表示三相橋式電路中的一個橋臂的預設工作狀態為上橋臂導通下橋臂關斷時的上橋臂的電流，u₂(t)表示三相橋式電路中的一個橋臂的預設工作狀態為上橋臂導通下橋臂關斷時的下橋臂的電壓，L表示等效電路中等效電感元件的電感值、C表示等效電路中等效電容元件的電容值，R_on表示等效電路中與等效電感元件串聯的等效電阻元件的電阻值，R_off表示等效電路中與等效電容元件并聯的等效電阻元件的電阻值，U_d1表示上橋臂輸入電壓，U_d2表示下橋臂輸入電壓，i_o表示負載電流。

3.根據權利要求1所述的電力電子開關恒導納模型建立方法，其特征在于，所述確定所述微分方程的狀態矩陣，具體包括：

確定所述微分方程的狀態矩陣A為：

其中，L表示等效電路中等效電感元件的電感值、C表示等效電路中等效電容元件的電容值，R_on表示等效電路中與等效電感元件串聯的等效電阻元件的電阻值，R_off表示等效電路中與等效電容元件并聯的等效電阻元件的電阻值。

4.根據權利要求2或3所述的電力電子開關恒導納模型建立方法，其特征在于，等效電路中與等效電感元件串聯的等效電阻元件的電阻值為1mΩ，等效電路中與等效電容元件并聯的等效電阻元件的電阻值為1MΩ。

5.根據權利要求1所述的電力電子開關恒導納模型建立方法，其特征在于，所述根據所述狀態矩陣，確定狀態矩陣的特征根最大時的等效電路中等效電容元件的電容值和等效電感元件的電感值，具體包括：

以等效電容元件的電容值和等效電感元件的電感值為變量，建立狀態矩陣的特征根分布等高線；

根據所述特征根分布等高線，確定狀態矩陣的特征根最大時的等效電路中等效電容元件的電容值和等效電感元件的電感值。

6.一種電力電子開關恒導納模型建立系統，其特征在于，所述建立系統包括：

等效電路建立模塊，用于將電力電子開關電路中閉合的開關等效為RL串聯電路，斷開的開關等效為RC并聯電路，建立預設工作狀態的電力電子開關電路的等效電路；

微分方程建立模塊，用于基于KCL定律，建立所述等效電路的微分方程；

狀態矩陣建立模塊，用于確定所述微分方程的狀態矩陣；

數值求解模塊，用于根據所述狀態矩陣，確定狀態矩陣的特征根最大時的等效電路中等效電容元件的電容值和等效電感元件的電感值；

導納模型建立模塊，用于根據等效電路中等效電容元件的電容值和等效電感元件的電感值，采用指數積分法建立預設工作狀態的電力電子開關電路的恒導納模型。