[发明专利]一种经变流器并网电源的稳定性分析方法及系统

权利要求书

1.一种经变流器并网电源的稳定性分析方法，其特征在于，包括：

构建经变流器并网电源的非线性模型；

基于所述非线性模型，利用埃尔米特多项式算法构建观测空间基底函数；

利用所述观测空间基底函数，将所述非线性模型从状态空间映射到观测空间；

根据映射到观测空间的非线性模型，确定传递算子；

基于所述传递算子构建李雅普诺夫函数；

根据所述李雅普诺夫函数确定所述经变流器并网电源的稳定域；

利用所述稳定域对经变流器并网电源进行稳定性分析。

2.根据权利要求1所述的一种经变流器并网电源的稳定性分析方法，其特征在于，所述构建经变流器并网电源的非线性模型，包括：

构建经变流器并网电源的中变流器锁相环的锁相同步动态方程组；

将所述锁相同步动态方程组进行坐标变换，得到经变流器并网电源的非线性模型。

3.根据权利要求2所述的一种经变流器并网电源的稳定性分析方法，其特征在于，

所述锁相同步动态方程组为：

所述非线性模型为：

其中，为变流器的虚拟功角δ的微分；为变流器虚拟功角的转速ω的微分；k_p为锁相环PI控制器的比例系数；k_i为锁相环PI控制器的积分系数；X_g为变流器连接电网的电抗；R_g为变流器连接电网的电阻；ω_s表示交流系统的角频率，为变流器的d轴电流参考值；为变流器的q轴电流参考值；U_g为无穷大电网电压；δ为变流器的虚拟功角；为第一坐标变换参数x₁的微分；x₁＝δ；为第二坐标变换参数x₂的微分；x₂＝ω；为第三坐标变换参数x₃的微分；x₃＝sinδ；为第四坐标变换参数x₄的微分；x₄＝cosδ。

4.根据权利要求3所述的一种经变流器并网电源的稳定性分析方法，其特征在于，

所述观测空间基底函数为：

所述传递算子为：

所述李雅普诺夫函数为：

其中，G为观测空间基底函数；K为传递算子；X_lift为非线性模型的第一状态空间轨迹矩阵X映射到观测空间后的第一观测矩阵X_lift的；为第一观测矩阵X_lift的伪逆矩阵；Y_lift为非线性模型的第二状态空间轨迹矩阵Y映射到观测空间后的第二观测矩阵；V(x)为李雅普诺夫函数；为传递算子的特征函数；为传递算子K特征根λ_j对应的左特征向量；G(x)为变量x对应的观测空间基底函数。

5.根据权利要求1所述的一种经变流器并网电源的稳定性分析方法，其特征在于，所述根据所述李雅普诺夫函数确定所述经变流器并网电源的稳定域，包括：

对所述李雅普诺夫函数求导，得到李雅普诺夫导数函数；

将所述李雅普诺夫导数函数小于0的轨迹集合确定为待定阈值区域；

确定所述待定阈值区域内李雅普诺夫函数的最大水平集为稳定域阈值；

确定李雅普诺夫函数的所有水平集中大于稳定域阈值的水平集对应的轨迹集合为稳定域。

6.一种经变流器并网电源的稳定性分析系统，其特征在于，包括：

非线性模型构建模块，用于构建经变流器并网电源的非线性模型；

观测空间基底函数构建模块，用于基于所述非线性模型，利用埃尔米特多项式算法构建观测空间基底函数；

映射模块，用于利用所述观测空间基底函数，将所述非线性模型从状态空间映射到观测空间；

传递算子确定模块，用于根据映射到观测空间的非线性模型，确定传递算子；

李雅普诺夫函数构建模块，用于基于所述传递算子构建李雅普诺夫函数；

稳定域确定模块，用于根据所述李雅普诺夫函数确定所述经变流器并网电源的稳定域；

稳定性分析模块，用于利用所述稳定域对经变流器并网电源进行稳定性分析。