专利汇可以提供一种平均值模型和小信号模型的建立方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 专利 公开了一种平均值模型,平均值模型包括MMC本 体模 块 、VSG控 制模 块、交流网络模块以及 锁 相环模块,包括:VSG 控制模块 将接收到有功 无功 电流 idref、iqref进行计算得到vdref、vqref、uddiff,ref、uqdiff,ref;将VSG控制模块计算得到的vdref、vqref、uddiff,ref、uqdiff,ref发送给MMC本体模块,计算得到交流测电流isd、isq,再将交流测电流isd、isq返回给VSG控制模块并发送给交流网络模块;交流网络模块将接收到的交流测电流isd、isq进行计算,得到PCC点 电压 vsd、vsq,再将PCC点电压vsd、vsq发送给 锁相环 模块;进行计算得到锁相 频率 ωpll、锁相 角 θpll,再将锁相频率ωpll、锁相角θpll返回到VSG控制模块,解决了MMC接入(弱) 电网 系统 稳定性 分析的问题。,下面是一种平均值模型和小信号模型的建立方法专利的具体信息内容。
1.一种平均值模型的建立方法,其特征在于,所述平均值模型包括MMC本体模块、VSG控
制模块、交流网络模块以及锁相环模块,所述方法包括如下步骤:
所述VSG控制模块接收到有功无功电流idref、iqref并在VSG控制模块的数学模型进行计
算得到vdref、vqref、uddiff,ref、uqdiff,ref;其中,vdref、vqref、uddiff,ref、uqdiff,ref分别为VSG主控制和环流抑制控制产生的参考电压的d轴和q轴分量;
根据将所述VSG控制模块计算得到的vdref、vqref、uddiff,ref、uqdiff,ref发送给MMC本体模块,并在MMC本体模块的数学模型中计算得到交流测电流isd、isq,再将所述交流测电流isd、isq返回给VSG控制模块并发送给交流网络模块;
根据将所述交流网络模块接收到的交流测电流isd、isq在交流网络模块的数学模型中进
行计算,得到PCC点电压vsd、vsq,再将所述PCC点电压vsd、vsq发送给锁相环模块;
根据将所述锁相环模块接收到的PCC点电压vsd、vsq在锁相环模块的数学模型中进行计
算,得到锁相频率ωpll、锁相角θpll,再将所述锁相频率ωpll、锁相角θpll返回到VSG控制模块;
其中,所述MMC本体模块的数学模型为
所述MMC本体模块的数学模型中k=a,b,c;R为桥臂电阻,L为桥臂电感,LT为变压器等效
电感,isk为第k相交流电流,ick为第k相桥臂环流,vgk为k相电压,upk、unk为上下桥臂电压;
upj,ref和unj,ref分别为上、下桥臂调制电压参考;ucp,j和ucn,j为上、下桥臂子模块电容电压,N为桥臂子模块数,C为子模块电容;
所述VSG控制模块包括VSG控制的主控制以及环流抑制控制,所述VSG控制模块的主控
制数学模型:
无功控制环路表示为
所述无功控制环路公式中iqref为无功电流参考值,IacB为额定交流电流,v0为参考电压
幅值,vref为桥臂电压幅值,M为系统调制比,kq+ki/s为PI控制器传递函数,urv,ref为预设的状态变量;
有功控制环路表示为
所述有功控制环路公式中idref为有功电流参考值;ωpll为锁相频率,ωg为电网频率,
ωref为频率参考值,ωvsg为虚拟同步控制产生的频率变化量,α为桥臂电压相角,Hp和Dp为虚拟同步控制惯性参数和阻尼参数;
根据桥臂电压幅值vref以及相角α,得到桥臂电压的d轴及q轴分量,具体为:
所述θpll为锁相角;
所述环流抑制控制表示为
所述环流抑制控制公式中uddiff,ref、uqdiff,ref为环流抑制控制产生的调制参考电压的d轴和q轴分量,ic2d和ic2q为环流二倍频dq分量,kpc和kic为环流抑制PI控制器的比例和积分参数;
所述交流网络模块数学模型为
所述交流网络模块数学模型中vsd和vsq为电网电压vg的dq轴分量,vq为PCC点电压q轴分
量。
2.如权利要求1所述的一种平均值模型的建立方法,其特征在于,所述锁相环模块的数
学模型为
其中,Δω为频率扰动量,ω0为频率设定量,UacB为额定交流相电压幅值,ur,pll为设定的积分量,kpp和kip为PI控制器比例和积分系数。
3.一种小信号模型的建立方法,用于权利要求1-2任意一项的一种平均值模型的建立
方法,其特征在于,包括:
根据所述平均值模型包括MMC本体模块、VSG控制模块、交流网络模块以及锁相环模块,
分别对四个模块进行线性化处理得到MMC本体小信号模型、VSG控制小信号模型、锁相环的
小信号模型、交流网络的小信号模型;
通过MMC本体小信号模型、VSG控制小信号模型、锁相环的小信号模型、交流网络的小信
号模型得到系统完整的小信号模型,
系统完整的小信号模型:
所述系统完整的小信号模型中定义18×1阶矩阵X,18×18阶矩阵A,18×2阶矩阵B,其
中X=[xmain,xvsg,xccsc,xpll];X中包含的Xmain、Xvsg、Xccsc和Xpll分别为MMC本体小信号模型、VSG控制小信号模型、环流抑制小信号模型和锁相环小信号模型的状态变量矩阵。
4.如权利要求3所述的一种小信号模型的建立方法,其特征在于,所述MMC本体小信号
模型为
所述MMC本体小信号模型中xmain=[Δisd,Δisq,Δic0,Δic2d,Δic2q,Δuc0,Δucωd,Δucωq,Δuc2ωd,Δuc2ωq]T ubrig=[Δu0,Δuωd,Δuωq,Δu2ωd,Δu2ωq]Tv=[Δvd,Δvq]T uref,vsg=[Δvdref,Δvqref]T uref,ccsc=[Δuddiff,ref,Δuqdiff,ref]T;
其中,Amain、Bmain、Cmain、Dmain、Emain、Fmain、Gmain和Hmain为相应的系数矩阵,所述Amain、Bmain、Cmain、Dmain、Emain、Fmain、Gmain和Hmain为相应的系数矩阵根据所述VSG控制模块线性化得到;Δisd、Δisq,分别为交流测电流的小信号量,Δic0为环流ick的直流分量的小信号量,Δic2d、Δic2q分别为二倍频的d轴和q轴分量的小信号量,Δuc,0为子模块电容电压的直流分量的小信号量,Δucωd,Δucωq分别为子模块电容电压的基频的d轴和q轴分量的小信号量,Δuc2ωd,Δuc2ωq分别为子模块电容电压的2倍频的d轴和q轴分量的小信号量,Δu0、Δuωd和Δuωq,Δu2ωd,Δu2ωq分别为桥臂电压的直流分量的小信号量,Δvd、Δvq分别为PCC点电压d轴和q轴分量的小信号量,Δvdref、Δvqref、Δuddiff,ref、Δuqdiff,ref分别为VSG主控制和环流抑制控制产生的参考电压的d轴和q轴分量的小信号量。
5.如权利要求3所述的一种小信号模型的建立方法,其特征在于,所述VSG控制小信号
模型为
所述VSG控制小信号模型中xvsg=[Δωref,Δαφ,Δurv,ref]T Iref=[Δidref,Δiqref]T;
其中,Avsg、Bvsg、Cvsg、Dvsg、Evsg、Fvsg、Gvsg和Hvsg为相应系数矩阵,所述Avsg、
Bvsg、Cvsg、Dvsg、Evsg、Fvsg、Gvsg和Hvsg为相应系数矩阵根据所述VSG控制数学模型线性化得到;Δωref为频率参考值的小信号量,Δ为桥臂电压相角的小信号量,Δurv,ref为预设的状态变量的小信号量,Δidref为有功电流参考值的小信号量,Δiqref为无功电流参考值的小信号量。
6.如权利要求3所述的一种小信号模型的建立方法,其特征在于,所述交流网络小信号
模型为v=Asxpll,所述交流网络小信号模型中xpll=[Δωpll,Δθpll,Δur,pll]T;
其中,Δωpll,Δθpll,Δur,pll分别为锁相频率ωpll、锁相角θpll和状态变量ur,pll的小信号量。
7.如权利要求3所述的一种小信号模型的建立方法,其特征在于,所述锁相环的小信号
模型为
其中,Apll、Bpll、Cpll和Dpll为相应的系数矩阵,所述Apll、Bpll、Cpll和Dpll相应的系数矩阵根据锁相环模型线性化得到。
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