[发明专利]多端口能源路由器自-互-群多层次稳定辨识与回稳方法

摘要

本发明提供一种多端口能源路由器自‑互‑群多层次稳定辨识与回稳方法，涉及能源互联网技术领域。该方法基于阻抗判据的双能流多端口能源路由器稳定辨识方法和阻抗重塑回稳控制策略，首先辨识能源路由器中前端DC变换器、双有源桥双向DC‑DC变换器、后端AC/DC变换器三个子系统的各自稳定性；其次利用MFC分式判据得到单项双能流多端口互耦合能源路由器单体稳定性，进而利用阻抗流图得到集群能源路由器的稳定性，最后针对以上出现的三种失稳现象，提出三层阻抗重塑回稳控制策略，分别采用自调节参数技术、无源耦合阻抗重塑技术和源侧级联阻抗重塑技术使系统稳定。该方法确保能源互联网系统整体的稳定性并实现系统的可扩展性、即插即用性和安全稳定运行性。

主权项

1.根据权利要求1所述的一种多端口能源路由器自‑互‑群多层次稳定辨识与回稳方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：对待检测的单项双能流多端口能源路由器系统进行系统参数初始化；所述系统参数包括能源路由器系统前端DC变换器、双有源桥双向DC‑DC变换器、后端AC/DC变换器这三个子系统中的电阻值、电感值、电容值、线路阻抗、开关频率及多接口处储能、光伏设备；步骤2：根据前端DC变换器的拓扑结构构建其Eular‑Lagrange数学模型，并根据前端DC变换器的数学模型计算其传递函数，进而判断多端口能源路由器系统直流前端的稳定性，若判别结果为失稳，则判定多端口能源路由器系统为自层级失稳，并执行步骤7，否则执行步骤3；步骤3：根据双有源桥双向DC‑DC变换器的拓扑结构构建其Eular‑Lagrange数学模型，并根据双有源桥双向DC‑DC变换器的数学模型计算其传递函数，进而判断其稳定性；若判别结果为失稳，则判定多端口能源路由器系统为自层级失稳，执行步骤7，否则执行步骤4；步骤4：根据后端AC/DC变换器的电路拓扑结构构建其Eular‑Lagrange数学模型，并根据后端AC/DC变换器的数学模型计算其传递函数，根据其传递函数的奈斯曲线判定后端AC/DC变换器的稳定性，若判别结果为失稳，则判定多端口能源路由器系统为自层级失稳，并执行步骤7，否则执行步骤5；步骤5：通过步骤2‑4在确定单项双能流多端口能源路由器的基本三级独立子系统稳定后，在双有源桥双向DC‑DC变换器前后级母线处接入多负载及光伏、风机这些新能源设备，进一步确定单项双能流多端口互耦合能源路由器的单体稳定性；若判别结果为失稳，则判定多端口能源路由器系统为互层级失稳，并执行步骤7，反之则执行步骤6；步骤6：通过步骤5在确定单项双能流多端口能源路由器单体稳定后，判断集群能源路由器整个系统的稳定性；若判断结果为失稳，则集群双能流多端口能源路由器系统为能源路由器群层级失稳，执行步骤7，进行集群能源路由器三层阻抗重塑，使得系统达到稳定；步骤7：如果通过上述步骤2‑6辨识得到集群单项双能流多端口能源路由器系统存在失稳结果，则针对步骤2‑6不同层次的失稳环节分别采用自调节参数技术、无源耦合阻抗重塑技术和源侧级联阻抗重塑技术使系统稳定；步骤7.1：针对能源路由器自层级失稳现象，根据下垂系数越小系统稳定性越高的原则，分别利用反正切函数调节单台能源路由器的后端DC变换器中的下垂控制系数，并重新执行步骤1；步骤7.2：针对能源路由器互层级失稳现象，电源侧级联阻抗控制降低电源侧子系统的阻抗来满足系统的稳定性；经过此无源耦合阻抗重塑技术后，重新执行步骤5；步骤7.3：针对能源路由器群层级失稳现象，通过增大电源侧输出导纳矩阵来实现系统的稳定，即降低戴维南等效电路中的输出阻抗值，单体能源路由器稳定的情况下，集群能源路由器由于相互耦合仅会诱发低频振荡和同步失稳，而非全频域失稳，因此设计的虚拟阻抗是特定频域内的阻抗重塑技术；经过此源侧级联阻抗重塑技术后，重新执行步骤6。