[发明专利]一种基于多开关函数的LCC宽频阻抗模型构建方法

权利要求书

1.一种基于多开关函数的LCC宽频阻抗模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：从LCC自身换相机制出发，使用多个开关函数描述LCC的电流电压，将LCC的换相过程分为纵向换相过程和横向换相过程；

步骤2：构建LCC的时域模型，为换相重叠过程设立对应的开关函数，表达出计及换相过程时的LCC交直流侧电压电流波形；

步骤3：对LCC的时域模型进行线性化，转化到谐波状态空间模型，计算LCC阻抗。

2.根据权利要求1所述的基于多开关函数的LCC宽频阻抗模型构建方法，其特征在于，所述纵向换相过程代表同一相上下桥臂晶闸管之间的切换，对应开关函数s_wvj；所述横向换相过程代表不同相晶闸管之间的换相过程，对应开关函数s_whj；

所述LCC的时域模型中，LCC的直流侧电压v_d和交流侧电流i_aca分别表示为：

其中，

式中，j＝a,b,c,分别对应表示A、B、C三相，v_d为LCC直流侧电压，v_acj为LCC在公共并网点的交流电压，L_C为变压器漏感，ω₁为系统基频，α为LCC延迟触发角，为锁相环输出；σ_cmj和σ_dmj分别为第j相桥臂漏感电流与直流侧电流i_dc的差模和共模分量，也是交流侧电流i_aca的强制分量，b_uj和b_lj分别为第j相交流电流i_acj的自由分量，s_whuj和s_whlj分别为LCC上半桥臂和下半桥臂的横向开关函数。

3.根据权利要求2所述的基于多开关函数的LCC宽频阻抗模型构建方法，其特征在于，所述计算LCC阻抗时，将式(1)、(2)转化到谐波状态空间，有：

式中，用正体加粗符号对应地表示谐波状态空间下式(1)、(2)中的各变量，S＝diag(…,-2jω₁,-jω₁,0,jω₁,2jω₁,…)；在LCC交流侧三相对称的前提下，通过对称分量法将原来的三相模型转换为单相模型：

式中，所有LCC交流侧变量均为转化为单相模型后的A相变量，下标a被省略以简化表达；为零序分量提取矩阵，I为单位矩阵；在谐波状态空间中，σ_dm和σ_cm的表达式为：

式中，和为相转换矩阵，s代表系统交流侧注入扰动的相序，且s＝+,-,0，其值为

将式(5)、(6)线性化，得：

式(12)中的各系数矩阵为：

其中，Δv_d和Δv_ac分别为v_d和v_ac的小扰动分量；Δi_ac和Δi_dc分别为i_ac和i_dc的小扰动分量；和Δα分别为PLL输出和延迟触发角α的小扰动分量；Δμ为换相重叠角μ的小扰动分量；G_h为零阶保持传函；δ_u，δ_l，δ_u′，δ_l′，δ_u″，δ_l″为单位冲激序列；σ_cm'_u和σ_dm'_l分别为σ_cm和σ_dm对ω₁t的导数在时的值；ΔS＝diag(…,j(-2ω₁+ω_p),j(-ω₁+ω_p),jω_p,j(ω₁+ω_p),j(2ω₁+ω_p),…)，ω_p为扰动分量的频率；均为中间变量，无物理含义。