[发明专利]一种基于选择性虚拟谐波电阻的振荡抑制方法和系统

权利要求书

1.一种基于选择性虚拟谐波电阻的振荡抑制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤S1，获取地铁牵引传动系统直流侧振荡电压，并通过傅里叶分析得到振荡频率；根据选择性虚拟谐波电阻抑制策略以及地铁牵引传动系统直流侧等效电路，构建基于选择性虚拟谐波电阻失稳抑制系统；

步骤S2，根据步骤S1构建的基于选择性虚拟谐波电阻失稳抑制系统的特征方程，依据系统渐进稳定判据，计算得到满足稳定性判据条件下的同步旋转坐标系下的电压补偿参数；

步骤S3，将计算得到的同步旋转坐标系下的电压补偿参数输入到地铁牵引传动系统补偿环节，从而抑制直流侧失稳振荡。

2.根据权利要求1所述的一种基于选择性虚拟谐波电阻的振荡抑制方法，其特征在于，所述步骤S1中基于选择性虚拟谐波电阻失稳抑制系统的构建过程包括：

步骤S11，根据直流侧振荡电压的振动频率，采用对应频率的陷波滤波器结构；

步骤S12，对前馈电压分量进行选择性虚拟谐波电阻补偿，得到：

式中，α_sd与α_sq分别为dq轴电压补偿系数；E_sd与E_sq分别为dq轴前馈电压分量；与分别为加入选择性虚拟滤波电阻补充之后的dq轴前馈电压分量；G_trap(s)为对应频率的陷波滤波器；为直流侧电压振荡分量，V_dc为直流侧电压；

步骤S13，建立基于选择性虚拟谐波电阻控制系统，系统状态方程为：

式中，与分别为加入前馈电压补偿的dq轴调制电压，i_sd、i_sq分别为dq轴电流分量，L为等效的电感，R为等效的电阻，C为直流侧电容，i_g为网侧电流，E_g为电源电压，V_dc0为直流测电压的平均值；

步骤S14，在系统稳态工作点附近考虑则得到系统特征方程为：

式中，p₀为补偿参数。

3.根据权利要求2所述的一种基于选择性虚拟谐波电阻的振荡抑制方法，其特征在于，所述步骤S1中基于选择性虚拟谐波电阻失稳抑制系统的构建过程还包括：

步骤S15，根据不同的振荡频率，通过陷波器有选择性地构建虚拟谐波电阻，针对稳定裕度不够的频率进行主动阻尼补偿，令p₀为得到补偿后的系统特征方程为：

式中，β为正常数，且β≥1。

4.根据权利要求3所述的一种基于选择性虚拟谐波电阻的振荡抑制方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

步骤S21，根据系统渐进稳定判据，结合补偿后的系统特征方程，得到p₀应满足以下边界条件：

式中，P_L表示异步电机输出功率；

步骤S22，依据所述补偿参数p₀的边界条件，根据实际系统稳定性的需要选择补偿参数p₀的值，并通过下式计算得到dq轴电压补偿系数α_sd与α_sq：

式中，v_sd、v_sq分别为dq轴电压分量；i_sd、i_sq分别为dq轴电流分量。

5.一种基于选择性虚拟谐波电阻的振荡抑制系统，其特征在于，该系统包括失稳抑制系统构建模块、电压补偿参数计算模块和输出模块；

所述失稳抑制系统构建模块用于获取地铁牵引传动系统直流侧振荡电压，并通过傅里叶分析得到振荡频率；根据选择性虚拟谐波电阻抑制策略以及地铁牵引传动系统直流侧等效电路，构建基于选择性虚拟谐波电阻失稳抑制系统；

所述电压补偿参数计算模块用于根据所述失稳抑制系统构建模块构建的基于选择性虚拟谐波电阻失稳抑制系统的特征方程，依据系统渐进稳定判据，计算得到满足稳定性判据条件下的同步旋转坐标系下的电压补偿参数；

所述输出模块用于将计算得到的同步旋转坐标系下的电压补偿参数输出到地铁牵引传动系统补偿环节，从而抑制直流侧失稳振荡。