[發明專利]一種考慮頻率耦合效應的端口阻抗模型分析方法

在審

• 申請號: 202210329408.8
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114696356A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 施凱;魯鵬;徐培鳳;孫宇新;任明煒
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/44
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種考慮頻率耦合效應的端口阻抗模型分析方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1，計算擾動電壓信號經PLL所產生的偏差值，把考慮PLL非理想特性輸出的鎖相角作為Park變換中的變換角；

步驟2，把考慮PLL非理想特性輸出的鎖相角進行小信號近似處理，求出Park變換及其逆變換的矩陣；

步驟3，利用考慮耦合效應的Park變換矩陣將交流側abc坐標系下的三相電壓電流信號變換到dq坐標系下，計算過程中忽略其中的高階小信號分量；

步驟4，計算考慮耦合效應后的dq坐標系下的電壓、電流信號經矢量控制后的輸出電壓信號，計算過程中忽略其中的高階小信號分量；

步驟5，通過Park逆變換初步計算考慮耦合效應后的a相輸出參考電壓信號，計算過程中忽略其中的高階小信號分量；

步驟6，加入考慮耦合效應后的環流補償電壓信號，計算考慮耦合效應后的a相輸出參考電壓信號，計算過程中忽略其中的高階小信號分量；

步驟7，利用考慮耦合效應上、下橋臂電壓調制函數和橋臂電流信號計算橋臂子模塊電容電壓信號，計算過程中忽略其中的高階小信號分量；

步驟8，根據橋臂子模塊電容電壓信號，計算橋臂輸出電壓信號，計算過程中忽略其中的高階小信號分量；

步驟9，利用橋臂輸出電壓信號和橋臂電壓平衡方程計算考慮頻率耦合效應的MMC的端口阻抗模型；

步驟10，利用端口MMC阻抗模型中的序分量和耦合阻抗分量建立關于頻率f的耦合程度的函數關系。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1具體實現包括如下步驟：

計算擾動諧波經PLL產生的誤差信號，如下式：

式中：Δθ是PLL輸出的相角偏差信號，V_p和V_n分別是交流側端口注入的正、負序擾動電壓信號；T_PLL(s)＝H_PLL(s)/(1+V₁H_PLL(s))是q軸電壓經PLL后的相角傳遞函數，V₁是基頻電壓幅值；H_PLL(s)＝(K_pllp+K_plli/s)/s為PLL的傳遞函數，K_pllp和K_plli是PLL傳遞函數的比例、積分增益。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟2具體實現包括如下步驟：

通過近似變化處理計算Park變換矩陣中的元素，且由于注入的擾動電壓信號，將會產生不同頻次的分量，如下式：

利用小信號處理后的矩陣元素，即cos(θ_PLL)＝cos(θ₁+Δθ)≈sinθ₁+Δθcosθ₁，求解Park變換T_abc/dq和逆變換代數式如下，其中θ₁是PLL輸出的基頻相角θ_PLL是考慮PLL非理想特性輸出鎖相角：

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3具體實現包括如下步驟：

利用式(3)對交流側端口注入擾動諧波的電壓、電流信號進行Park變換，計算得到dq坐標系下的電壓電流信號代數式，I_p、I_n為擾動電流信號；其中為a相端口電流的初相角：

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4具體實現包括如下步驟：

將經過Park變換后的交流側電壓電流信號代入到dq軸控制計算dq軸輸出的電壓信號，如下式：

其中V_d、V_q、I_d、I_q為dq坐標系下的電壓電流信號，V_dref、V_qref、I_dref、I_qref為對應的參考值，H_dqi、K_d為電流控制環的傳遞函數和解耦系數。