[發明專利]一種基于多開關函數的LCC寬頻阻抗模型構建方法

在審

• 申請號: 202210863163.7
• 申請日: 2022-07-20
• 公開（公告）號: CN115208214A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 李保宏;徐瑞廷;劉天琪;江琴
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H02M7/162
• 分類號: H02M7/162;H02M1/088;G06F30/20
• 代理公司: 成都禾創知家知識產權代理有限公司 51284
• 代理人: 劉凱

1.一種基于多開關函數的LCC寬頻阻抗模型構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：從LCC自身換相機制出發，使用多個開關函數描述LCC的電流電壓，將LCC的換相過程分為縱向換相過程和橫向換相過程；

步驟2：構建LCC的時域模型，為換相重疊過程設立對應的開關函數，表達出計及換相過程時的LCC交直流側電壓電流波形；

步驟3：對LCC的時域模型進行線性化，轉化到諧波狀態空間模型，計算LCC阻抗。

2.根據權利要求1所述的基于多開關函數的LCC寬頻阻抗模型構建方法，其特征在于，所述縱向換相過程代表同一相上下橋臂晶閘管之間的切換，對應開關函數s_wvj；所述橫向換相過程代表不同相晶閘管之間的換相過程，對應開關函數s_whj；

所述LCC的時域模型中，LCC的直流側電壓v_d和交流側電流i_aca分別表示為：

其中，

式中，j＝a,b,c,分別對應表示A、B、C三相，v_d為LCC直流側電壓，v_acj為LCC在公共并網點的交流電壓，L_C為變壓器漏感，ω₁為系統基頻，α為LCC延遲觸發角，為鎖相環輸出；σ_cmj和σ_dmj分別為第j相橋臂漏感電流與直流側電流i_dc的差模和共模分量，也是交流側電流i_aca的強制分量，b_uj和b_lj分別為第j相交流電流i_acj的自由分量，s_whuj和s_whlj分別為LCC上半橋臂和下半橋臂的橫向開關函數。

3.根據權利要求2所述的基于多開關函數的LCC寬頻阻抗模型構建方法，其特征在于，所述計算LCC阻抗時，將式(1)、(2)轉化到諧波狀態空間，有：

式中，用正體加粗符號對應地表示諧波狀態空間下式(1)、(2)中的各變量，S＝diag(…,-2jω₁,-jω₁,0,jω₁,2jω₁,…)；在LCC交流側三相對稱的前提下，通過對稱分量法將原來的三相模型轉換為單相模型：

式中，所有LCC交流側變量均為轉化為單相模型后的A相變量，下標a被省略以簡化表達；為零序分量提取矩陣，I為單位矩陣；在諧波狀態空間中，σ_dm和σ_cm的表達式為：

式中，和為相轉換矩陣，s代表系統交流側注入擾動的相序，且s＝+,-,0，其值為

將式(5)、(6)線性化，得：

式(12)中的各系數矩陣為：

其中，Δv_d和Δv_ac分別為v_d和v_ac的小擾動分量；Δi_ac和Δi_dc分別為i_ac和i_dc的小擾動分量；和Δα分別為PLL輸出和延遲觸發角α的小擾動分量；Δμ為換相重疊角μ的小擾動分量；G_h為零階保持傳函；δ_u，δ_l，δ_u′，δ_l′，δ_u″，δ_l″為單位沖激序列；σ_cm'_u和σ_dm'_l分別為σ_cm和σ_dm對ω₁t的導數在時的值；ΔS＝diag(…,j(-2ω₁+ω_p),j(-ω₁+ω_p),jω_p,j(ω₁+ω_p),j(2ω₁+ω_p),…)，ω_p為擾動分量的頻率；均為中間變量，無物理含義。