专利汇可以提供一种基于谐波矩阵传递函数的并网逆变器系统稳定性分析方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于谐波矩阵传递函数的并网逆变器系统 稳定性 分析方法,该方法利用Toeplitz变换将非线性三 角 函数变换成线性矩阵,使得在相域阻抗的推导过程中可以使用成熟的线性控制 框图 化简理论,大大简化了模型推导过程。本发明方法适用于三相并网逆变器的相域阻抗建模,即使在系统控制方法进行调整时,例如加入前馈补偿 控制器 时,仍能够快速计算出系统阻抗模型,从而对系统进行稳定性分析。,下面是一种基于谐波矩阵传递函数的并网逆变器系统稳定性分析方法专利的具体信息内容。
1.一种基于谐波矩阵传递函数的并网逆变器系统稳定性分析方法,包括如下步骤:
(1)根据并网逆变器系统结构与控制框图,建立并网逆变器系统的小信号扰动框图模型;
(2)根据所述小信号扰动框图模型通过谐波传递矩阵算法得到基于谐波传递矩阵的小信号框图模型;
(3)根据基于谐波传递矩阵的小信号框图模型利用梅逊公式简化得到逆变器的导纳模型如下:
T T
[ia(-1)(s) ia(0)(s) ia(1)(s)]=-Yc[va(-1)(s) va(0)(s) va(1)(s)]
其中:Yc为谐波传递矩阵形式的并网逆变器导纳矩阵,va(0)(s)为系统公共耦合点处A相电压在中心频带[25Hz-fp,fp-25Hz]的频率分量,va(-1)(s)为系统公共耦合点处A相电压在负频带[-25Hz-fp,25Hz-fp]的频率分量,va(1)(s)为系统公共耦合点处A相电压在正频带[fp-25Hz,fp+25Hz]的频率分量,ia(0)(s)为系统公共耦合点处A相电流在中心频带[25Hz-fp,fp-25Hz]的频率分量,ia(-1)(s)为系统公共耦合点处A相电流在负频带[-25Hz-fp,25Hz-fp]的频率分量,ia(1)(s)为系统公共耦合点处A相电流在正频带[fp-25Hz,fp+25Hz]的频率分量,fp为系统公共耦合点处A相正弦扰动电压或正弦扰动电流的频率,s为拉普拉斯算子,T表示转置;
(4)建立基于谐波传递矩阵的电网阻抗模型如下:
其中:Zg为电网阻抗矩阵,Zg(0,0)为电网在复频域下未经频移操作的原始阻抗,Zg(-1,-1)为电网在复频域下的负序阻抗,Zg(1,1)为电网在复频域下的正序阻抗;
(5)根据所述电网阻抗矩阵Zg和并网逆变器导纳矩阵Yc,基于广义奈奎斯特稳定性判据,判断并网逆变器系统的稳定性。
2.根据权利要求1所述的并网逆变器系统稳定性分析方法,其特征在于:所述步骤(1)中首先根据并网逆变器系统结构与控制框图,确定系统的稳态工作点,在此稳定工作点上针对系统输入信号,即在公共耦合点电压的稳态分量上叠加电压扰动信号,从而建立描述该扰动信号关系的并网逆变器系统小信号扰动框图模型。
3.根据权利要求1所述的并网逆变器系统稳定性分析方法,其特征在于:所述步骤(2)的具体实现过程如下:
2.1将并网逆变器系统的小信号扰动框图模型中A相的输入扰动电压和输出扰动电流扩展成三阶频谱矢量:
其中: 为系统公共耦合点处A相输入扰动电压的三阶频谱矢量, 为系统公共耦合点处A相输出扰动电流的三阶频谱矢量;
2.2根据A相输入扰动电压的三阶频谱矢量 利用旋转算子计算出公共耦合点处B、C两相输入扰动电压的三阶频谱矢量 和 同理根据A相输出扰动电流的三阶频谱矢量 利用旋转算子计算出公共耦合点处B、C两相输出扰动电流的三阶频谱矢量 和具体转换表达式如下:
其中:j为虚数单位;
2.3利用Toeplitz变换将并网逆变器系统小信号扰动框图模型中所有的环节都扩展成三阶截断谐波矩阵传递函数矩阵形式;
对于模型中的任一线性传递函数H(s),其扩展后的矩阵形式 如下:
其中:ω1为基频角频率,H(s-jω1)和H(s+jω1)对应变量为s-jω1和s+jω1的线性传递函数;
对于模型中的三角函数,其扩展后的矩阵形式如下:
其中: 为扩展后变量为θvs0-a的余弦矩阵, 为扩展后变量
为θvs0-a的正弦矩阵,θvs0为基频角频率ω1的积分,a为角度偏移量;
2.4使并网逆变器系统小信号扰动框图模型经步骤2.1~2.3的谐波传递矩阵变换后,即得到基于谐波传递矩阵的小信号框图模型。
4.根据权利要求1所述的并网逆变器系统稳定性分析方法,其特征在于:所述步骤(5)中判断并网逆变器系统稳定性的具体实现为:首先将并网逆变器导纳矩阵Yc与电网阻抗矩阵Zg相乘得到广义阻抗比矩阵L,然后判断广义阻抗比矩阵L特征值的奈奎斯特曲线在复平面上所围的区域是否涵盖点(-1,j0):若是,则判定系统不稳定;若否,则判定系统稳定;j为虚数单位。
方法
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