一种模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法
专利汇可以提供一种模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种模 块 化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法，包括：建立模块化多电平变流器的时域非线性三相模型；对时域非线性三相模型进行线性化，得到时域线性三相模型；计算时域下稳态工作点在频域中对应的各次谐波值；基于谐波 状态空间 ，在频域中对线性三相模型进行谐波拓展，得到线性三相谐波状态空间模型；在谐波空间中拓展对称变换，将线性三相谐波状态空间模型转化为正负序谐波状态空间模型；确定强耦合 频率 ，从正负序谐波状态空间模型中，提取交流端口处 电压 电流 的正负序分量；基于出口电压电流对应的正负序分量，线性求解得到多输入多输出的频域阻抗模型。通过本发明，考虑了内部谐波耦合以及正负序耦合，更加精确。，下面是一种模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法专利的具体信息内容。
1.一种模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法，其特征在于，包括：
S11：建立模块化多电平变流器的时域非线性三相模型；
S12：对所述S11中的时域非线性三相模型进行线性化，得到时域线性三相模型；
S13：计算时域下稳态工作点在频域中对应的各次谐波值；
S14：基于谐波状态空间，在频域中对所述S12中的线性三相模型进行谐波拓展，得到线性三相谐波状态空间模型；
S15：在谐波空间中拓展对称变换，将所述S14中的线性三相谐波状态空间模型转化为正负序谐波状态空间模型；
S16：确定强耦合频率，从所述S15中的正负序谐波状态空间模型中，提取交流端口处电压电流的正负序分量；
S17：基于所述S16中得到的出口电压电流对应的正负序分量，线性求解得到多输入多输出的频域阻抗模型。
2.根据权利要求1所述的模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法，其特征在于，所述S11包括：
S111：建立三相环流微分方程，如下式：
S112：建立上下桥臂子模块电容电压微分方程，如下式：
S113：建立交流侧电压微分方程，如下式：
其中：icx,νcux,νclx,igx均为3乘1的列向量，分别代表环流，上桥臂子模块电容电压和，下桥臂子模块电容电压和以及交流侧电流；nux,nlx分别代表上桥臂调制信号和下桥臂调制信号；下标x代表三相a,b,c。
3.根据权利要求2所述的模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法，其特征在于，所述S12包括：
S121：所述时域非线性三相模型，其中存在非线性相乘项，即调制信号与子模块电容电压和的乘积；基于线性化理论，在稳态运行工作点附近进行线性化，具体如下式：
其中：ZL代表交流侧负载的阻抗，“Δ”表示小扰动分量，下标s代表稳态分量；
S122：对所述S121中的线性化公式进行状态空间整理，得到时域线性三相模型，具体如下式：
其中：状态矩阵As具体如下式：
上下桥臂调制信号nuxs,nlxs具体形式如下式：
4.根据权利要求3所述的模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法，其特征在于，所述S14包括：
基于谐波状态空间理论，对所述状态矩阵As进行谐波拓展，得到其托普利兹矩阵，具体如下式：
其中：下标h代表考虑的谐波次数；A为托普利兹矩阵，Ah为A(t)的第h次谐波分量的傅里叶系数；
各个状态变量的各次谐波值通过下式计算得到：
Xp＝-(A-Np)-1·Up；
其中，三相谐波状态空间模型的状态变量包括：
其中，元素Xωp±hω1为状态变量x(t)第h次谐波的傅里叶系数；
扰动分量Np的具体形式如下：
其中，I为单位矩阵,ωp代表注入扰动频率，ω1为基频频率；
外部注入的三相扰动电压具体形式如下：
其中，元素Uωp±hω1为状态变量u(t)第h次谐波的傅里叶系数。
5.根据权利要求4所述的模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法，其特征在于，所述S15包括：
线性对称变换如下式所示：
对上式在谐波上进行拓展，具体如下式：
对所述S14中的三相谐波状态空间模型的状态变量应用上式的对称变换，得到各个状态变量在各次谐波下的正负序分量。
6.根据权利要求5所述的模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法，其特征在于，所述S16包括：
模块化多电平变流器中存在两个频率之间的耦合，即s以及s-2jω1,在所述S15中得到的正负序谐波状态空间模型中，提取这两种频率及其耦合处的电压电流分量；
通过注入两组独立的电压扰动分量：正序扰动电压和负序扰动电压，提取交流侧扰动电压电流的正负序分量，即Vp1，Vn1，Ip1，In1，Vp2，Vn2，Ip2，In2；
其中，Vp1，Vn1，Ip1，In1代表正序扰动电压注入下交流测电压电流的正负序分量；Vp2，Vn2，Ip2，In2代表负序扰动电压注入下交流测电压电流的正负序分量。
7.根据权利要求6所述的模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法，其特征在于，所述S17包括：
基于所述S16得到的两组正负序电压电流分量，通过线性求解得到模块化多电平变流器的多输入多输出的频域阻抗模型，具体如下式：
其中，等式左侧Zpp和Znn分别代表正负序阻抗；Zpn和Znp代表耦合阻抗项；等式右侧Vp1，Vn1，Ip1，In1代表第一组交流端口处的正负序电压电流；Vp2，Vn2，Ip2，In2代表第二组交流端口处的正负序电压电流。
8.根据权利要求1至7任一项所述的模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法，其特征在于，所述S13包括：测量模块化多电平变流器在稳态工作时各个状态变量和调制度的时域数据，通过快速傅里叶分析，得到其各次谐波下的稳态值。
9.根据权利要求1至7任一项所述的模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法，其特征在于，模块化多电平变流器的参数包括：桥臂电阻，桥臂电感，子模块电容，子模块数目，直流母线电压以及交流侧负载阻抗。
一种模块化多电平变流器多输入多输出频域阻抗建模方法
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