专利汇可以提供一种考虑限幅非线性的变流器大信号阻抗计算方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提出了一种考虑 限幅 非线性的变流器大 信号 阻抗计算方法,用于刻画当外界扰动过大以至于引起限幅环节动作时,系统阻抗模型的动态变化情况。其中限幅环节主要考虑由脉冲宽度调制(PWM)环节过调制引起,将其数学模型建模为针对不同 频率 下的限幅系数,再由描述函数法进行显式求解。由于求解过程引入了贝塞尔积分表达式,避免了传统的傅里叶变化对积分区间的依赖,因此可以得到针对任意大信号扰动输入下,限幅系数的一般表达式。将限幅系数的表达式代入谐波线性化建模过程,得出阻抗模型。,下面是一种考虑限幅非线性的变流器大信号阻抗计算方法专利的具体信息内容。
1.一种考虑限幅非线性的变流器大信号阻抗计算方法,包括:
步骤1:建立大信号模型的PWM开关环节的表达式:
其中Nm1和Nms分别对应基波和谐波状态下的限幅系数,M1和ΔMs分别是基波和小信号对应的PWM调制系数,R和L为线路电阻和电感,V1和I1是基波电压和电流,ΔVs和ΔIs是小信号谐波对应的电压和电流,Km是调制比,Vdc是直流电压参考值,s为拉普拉斯变换符号,其值等于s=j2πfs,其中fs是小信号谐波的频率值;
步骤2:建立目标换流器系统的阻抗模型:
其中,Km是PWM变换器的调制比,Kf是电压前馈系数,Gi和Gv分别是PCC点的电流和电压的采样延时函数,Gd和Gq分别是电流内环比例积分(PI)控制器的域传递函数,Gθ是锁相环的闭环传递函数,ω1是系统基频下对应的角频率,I1是系统的额定电流;
步骤3:对限幅环节进行基于描述函数的非线性建模,求得大信号下式(3)对应的限幅系数:
其中,M1和ΔMs分别为送入PWM环节的调制信号的基波和谐波值,F为PWM限幅函数的傅里叶变换,根据不同控制类型下的PWM,F的表达式会发生相应变化,Ji为第i阶Bessel函数;
步骤4:求出某一特定频率fp和外加扰动幅值ΔVs下系统的调制系数M1和ΔMs:
步骤5:通过式(1)-(4)和式(5)的迭代求解,解出满足精度的限幅系数Nm1和Nms,并带入式(3)对其进行显式求解,从而求出阻抗模型(2),得到频率fp下的阻抗值。
2.一种考虑限幅非线性的变流器大信号阻抗计算方法,其特征在于:式(7)的求解方法为:
用扰动量表示出调制信号M1和ΔMs为:
ΔMs=KfΔV′a=A11ΔIs+B11ΔVs (6)
其中ΔV′a是变流器输出的A相电压扰动量,中间变量A11和B11可以表示为:
将式(6)带入式(1),得出式(7)。
3.一种考虑限幅非线性的变流器大信号阻抗计算方法,其特征在于:给定频率增加的步长Δfp,计算新的扰动谐波频率fp=fp+Δfp,重新计算新给定频率下的阻抗,并重复此过程直至得到整个频段的阻抗模型。
4.一种考虑限幅非线性的变流器大信号阻抗计算方法,其特征在于:当限幅过大时,适当调整PWM三角波的幅值,提高系统的鲁棒性。
5.一种考虑限幅非线性的变流器大信号阻抗计算方法,其特征在于:当稳定裕量不够时,需适当减小锁相环带宽、减小电流环带宽或者引入更小数值的电压前馈,以提高系统的鲁棒性。
6.一种考虑限幅非线性的变流器大信号阻抗计算方法,其特征在于:当未发生限幅时,令限幅系数Nm1=1,Nms=1,直接通过式(3)和式(2)计算此频率下的阻抗值。
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