[發明專利]一種參數解耦的多逆變器仿真建模方法及裝置

在審

• 申請號: 202210823272.6
• 申請日: 2022-07-13
• 公開（公告）號: CN115688546A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 楊志淳;楊帆;沈煜;蔣嘯宇;樓冠男;劉科研;胡偉;胡成奕;雷楊;宿磊;葉學順;李昭;閔懷東;白牧可;康田園;魏松韜
• 申請（專利權）人: 國網湖北省電力有限公司電力科學研究院;國網湖北省電力有限公司;東南大學;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 孔敏

1.一種參數解耦的多逆變器仿真建模方法，其特征在于：包括如下步驟：

針對多逆變器系統，通過將恒導納開關模型中歷史電流源系數定義為待定系數，建立參數化離散開關模型，同時確定參數化恒導納開關中的逆變器參數β_ON和α_OFF；

基于狀態空間相關原理，建立參數化離散開關模型的狀態空間表達式；

根據狀態空間表達式，計算狀態矩陣的譜半徑，并構造譜半徑關于逆變器參數α_ON和β_OFF的關系，根據譜半徑-穩定性原理確定系統穩定域，通過譜半徑大小比較逆變器采用不同參數情況下的暫態收斂速度；

將狀態矩陣按編號分塊，根據分塊矩陣的對角占優相關原理，對多逆變器系統進行參數解耦，計算系統耦合程度關于參數的表達式；

以暫態收斂速度、波動大小、系統耦合程度的加權平均為綜合指標進行尋優，獲得逆變器最優運行狀態所對應的參數α_ON和β_OFF。

2.根據權利要求1所述一種參數解耦的多逆變器仿真建模方法，其特征在于，所述建立參數化離散開關模型，具體包括：

根據恒導納開關導納恒定的特性，將歷史電壓、電流源前的系數進行參數化處理，依照式(1)建立參數化離散開關模型：

其中，i_ON,t和i_OFF,t分別表示開關導通關斷時流經開關的電流；u_L,t和u_C,t分別表示開關導通關斷時兩端的電壓；

將式(1)寫成式(2)所示輸出形式，將導通電壓、關斷電流作為輸出量，并運用終值定理，解出逆變器參數β_ON＝1，α_OFF＝-1：

3.根據權利要求1所述一種參數解耦的多逆變器仿真建模方法，其特征在于，基于狀態空間相關原理，建立參數化離散開關模型的狀態空間表達式，具體包括：

基于系統的拓撲結構，用參數化開關模型代替傳統的開關模型，根據式(3)對單逆變器進行狀態空間建模：

基于式(4)的單逆變器狀態空間表達式，考慮連接阻抗構造多逆變器的狀態空間表達式：

[u_11,t,i_12,t,i_1L,t,u_21,t,i_22,t,i_2L,t]^T＝A[u_11,t-1,i_12,t-1,i_1L,t-1,u_21,t-1,i_22,t-1,i_2L,t-1]^T+C式(4)

式中，下標第一位表示逆變器編號，第二位1、2分別表示上下橋臂，L表示電感支路。

4.根據權利要求1所述一種參數解耦的多逆變器仿真建模方法，其特征在于，根據狀態空間表達式，計算狀態矩陣的譜半徑，并構造譜半徑關于逆變器參數α_ON和β_OFF的關系，根據譜半徑-穩定性原理確定系統穩定域，通過譜半徑大小比較逆變器采用不同參數情況下的暫態收斂速度，具體包括：

針對整個系統的狀態空間矩陣，根據式(5)計算出系統狀態矩陣的譜半徑：

ρ＝max{|λ₁|,|λ₂|,...,|λ_n|} (5)

其中，λ_i表示系統狀態矩陣的特征值，譜半徑為特征值模的最大值，而后利用譜半徑-α、β等高線圖，構造譜半徑關于逆變器參數α_ON和β_OFF的關系，并對比單逆變器與多逆變器穩定域范圍、以及不同線路阻感參數下穩定域的變化，確定可行域變化的趨勢，即根據譜半徑-穩定性原理確定系統穩定域，通過譜半徑大小比較逆變器采用不同參數情況下的暫態收斂速度。