[发明专利]基于混合势函数的交直流混合系统稳定性分析方法及系统

权利要求书

1.一种基于混合势函数的交直流混合系统稳定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据交直流混合系统详细模型搭建适用于构建混合势函数的交直流系统等值模型，其中，构建过程中，根据所述交直流混合系统的电力电子变压器拓扑结构构建所述等值模型；

通过所述等值模型，利用混合势函数构建方法构建待研究系统的混合势函数；以及

对所述混合势函数进行重构，并利用重构后的混合势函数求解特征根，以根据混合势函数第三稳定性理论推导交直流混合系统的稳定性判据；其中，

所述通过所述等值模型，利用混合势函数构建方法构建待研究系统的混合势函数，包括：

对所述电力电子变压器的整流级，隔离级，逆变级和DC-DC环节分别建立混合势函数，其中，

逆变级建立的混合势函数P₁如下：

P₁＝-∫U_dldi_load2+3∫U₂di_ns-3∫U_out1di_ns，

DC-DC环节建立的混合势函数P₂如下：

隔离级建立的混合势函数P₃如下：

整流级建立的混合势函数P₄如下：

将所述电力电子变压器的整流级，隔离级，逆变级和DC-DC环节分别建立的混合势函数的和值，作为所述交直流混合系统的混合势函数P，可通过下述公式实现：

P＝P₁+P₂+P₃+P₄；

其中，U_dl为隔离级低压直流侧电压，U₁为整流桥等效到高压交流侧的电压，U₂为低压交流侧电压，U_out1为逆变级输出侧交流电压有效值，U_out2为DC-DC环节直流端口电压，U_dh为隔离级高压直流侧电压，U_S为电网电压，i_load1为DC-DC环节等效到隔离级的受控电流源，i_load2为逆变级等效到隔离级的受控电流源，i_ns为低压交流侧电流，i_DCS是等效到DC-DC环节的受控电流源，i_h为隔离级控制环节等效到高压直流侧的受控电流源，i_l为隔离级高频变压器等效的受控电流源，i_VSC1为高压交流侧电流，i_VSC2是整流桥等效到隔离级侧的受控电流源，P_CPL1为DC-DC环节直流端口负载功率，R₁为高压交流侧电阻，R₂为高压直流侧电阻。

2.根据权利要求1所述的基于混合势函数的交直流混合系统稳定性分析方法，其特征在于，所述通过所述等值模型，利用混合势函数构建方法构建待研究系统的混合势函数进一步包括：

所述混合势函数将预设的电路结构构造成李雅普诺夫的能量势函数P，P与电感电流i_p、电容电压v_σ需满足条件：

3.根据权利要求2所述的基于混合势函数的交直流混合系统稳定性分析方法，其特征在于，利用元件分析法构造所述能量势函数进一步包括：

分别计算非储能元件支路的电流势函数和电容支路的电流电压之和；

将所述非储能元件支路的电流势函数和所述电容支路的电流电压之和相加P＝∫∫_uv_udi_u+∑i_rv_r|_r，其中，u为非储能元件支路号，r为电容支路序号，v为电压，i为电流。