[发明专利]一种基于动态相量法的交‑直‑交变频器建模方法

摘要

本发明提出了一种基于动态相量法的交‑直‑交变频器建模方法，利用动态相量法分别对交‑直‑交变频器系统中的网侧换流器、直流侧、负载侧换流器建模，求得网侧换流器的动态相量法模型、直流侧动态相量法模型、负载侧换流器动态相量法模型；根据以上的动态相量法模型，构建系统状态空间模型；最后通过仿真验证了本发明仿真耗时短，效率高。

主权项

一种基于动态相量法的交‑直‑交变频器建模方法，其特征在于包括以下步骤：第一步:根据基尔霍夫电压定律(KVL)，可以得到网侧换流器方程式：L1di1adt=ea-R1i1a-(vdc2S1a+vNo)L1di1bdt=eb-R1i1b-(vdc2S1b+vNo)L1di1cdt=ec-R1i1a-(vdc2S1c+vNo)---(2)]]>其中，vNo为直流电源假想中点N到三相电压源中性点o之间的电压，对于三相无中性线系统有若三相电网电压不平衡或包含谐波分量，则有反之则有成立；考虑电网电压理想对称的情况，将(2)式中的三相电压方程相加可以求得：vNo=-vdc6Σj=a,b,cS1j---(3)]]>第二步：将式(3)带入式(2)中可得到：L1di1jdt=ej-R1i1j-vdc2(S1j-13Σj=a,b,cS1j),j=a,b,c---(4)]]>第三步：根据动态相量法基于频率分解的原则，忽略直流分量和高频分量，可以得到S1a的基频分量如下：q1a=m12cos(kt-δ1)---(5)]]>同理，可到其他两相的开关函数的基频分量：q1b=m12cos(kt-δ1-2π/3)]]>q1c=m12cos(kt-δ1+2π/3)---(6)]]>其中式(5)、(6)中，m1和δ1分别表示网侧VSC1的调制比和移相角。第四步：将式(5)、(6)代入式4中可得到网侧变换器动态相量法的数学模型如下：L1di1adt=ea-R1i1a-m14vdccos(kt-δ1)L1di1bdt=eb-R1i1b-m14vdccos(kt-δ1-2π/3)L1di1cdt=ec-R1i1c-m14vdccos(kt-δ1+2π/3)---(7)]]>根据动态相量法，将式(7)中的相量的实部和虚部分开来写就得到了网侧换流器的动态相量模型，以a相为例，如下：dRe(I1a(1))dt=kIm(I1a(1))-R1L1Re(I1a(1))-m1Vdc(0)8L1cosδ1+1L1Re(Ea(1))dIm(I1a(1))dt=-kRe(I1a(1))-R1L1Im(I1a(1))+m1Vdc(0)8L1sinδ1+1L1Im(Ea(1))---(8)]]>