[發明專利]一種推導雙饋風機鎖相環諧波小擾動傳遞函數的方法

在審

• 申請號: 202210954620.3
• 申請日: 2022-08-10
• 公開（公告）號: CN115395522A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 白潤澤;余澤泓;羅舒琦;朱永強;夏瑞華
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/00;H02J3/24;H02J3/38;G06F17/15
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1.一種推導雙饋風機鎖相環諧波小擾動傳遞函數的方法，其特征在于：雙饋風機勵磁變流器可看作由網側變流器和轉子側變換器組成，兩個變流器之間用直流電容相連；當網側變流器和轉子側變換器的有功功率時平衡時，直流母線電壓保持不變，可以認為網側變流器和轉子側變換器解耦，因此可以將交流/直流/交流變流器從直流母線處拆成兩部分，兩部分是并聯的關系，對于三相靜止坐標系中角頻率為ω_h的電壓a相分量進行傅里葉變換可以得到其在頻域下的形式為

將上式簡寫為

時域中角頻率為ω_h的正弦信號在頻域中對應+ω_h和-ω_h角頻率處的兩個沖擊，和反映了沖擊的相角。

2.根據權利要求1所述的一種推導雙饋風機鎖相環諧波小擾動傳遞函數的方法，其特征在于：設電網電壓對稱且含有一個諧波小擾動，則a相電網電壓在頻域中可以表示為

式中：U_1m、U_pm為電網電壓基波和小擾動諧波幅值，且U_pm遠遠小于U_1m；ω_p為小擾動諧波的角頻率，ω_p0時，該小擾動為正序，ω_p0時，該小擾動為負序；當電網電壓中存在諧波小擾動時，鎖相環輸出相位包括基波相位θ₁和小擾動諧波相位θ_p，因此鎖相環輸出相位可以表示為是小擾動諧波引起的，為小擾動量，因此有

考慮鎖相環動態特性時，鑒相環節對并網點電壓進行dq變換所用矩陣T(θ_PLL)為

化簡得

由上式得

用將電網電壓變換到dq坐標，并表示在頻域中

設鎖相環輸出相位中小擾動諧波相位與小擾動諧波電壓之間的關系為

θ_p(ω)＝G_p(s)U_p,ω＝±(ω_p-ω₁) (10)

式中：G_p(s)為諧波小擾動到由其引起的小擾動相位θ_p之間的傳遞函數

由于

θ_p(ω)*U_dv(ω)＝U_1mG_p(s)U_p,ω＝±(ω_p-ω₁) (11)

于是有

由鎖相環的控制結構可知

θ_PLL(ω)＝U_q(ω)H_PLL(s),ω＝±(ω_p-ω₁) (13)

聯立式(7)、(11)和(12)得

由上式可知，小擾動諧波在鎖相環輸出相位中造成的誤差除了與小擾動諧波的幅值和初相位有關外，還與基波的幅值和初相位以及鎖相環的傳遞函數有關。

3.根據權利要求1所述一種推導雙饋風機鎖相環諧波小擾動傳遞函數的方法，其特征在于：記

于是有ω_pω₁時，雙饋風機鎖相環諧波小擾動傳遞函數為

ω_pω₁時，雙饋風機鎖相環諧波小擾動傳遞函數為

式(16)與式(17)表示的雙饋風機鎖相環諧波小擾動傳遞函數可以準確表達鎖相環L輸出相位與諧波小擾動之間的關系。