[发明专利]一种三相整流机组谐波功率的简化建模评测方法

权利要求书

1.一种三相整流机组谐波功率的简化建模评测方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)获取不同工况下三相整流机组的电流特性，分析得到三相整流机组的谐波功率模型；

2)根据三相整流机组的谐波功率模型构建相应的谐波功率导纳矩阵，分析端电压的不同谐波成分对各次谐波功率的贡献分布情况，划分出谐波功率导纳矩阵中对谐波功率的贡献低于设定阈值的导纳元素集中分布的区域作为简化剔除区域，从谐波功率导纳矩阵中加以剔除，得到简化的谐波功率导纳矩阵，从而根据简化的谐波功率导纳矩阵反推得到三相整流机组谐波功率的简化模型；

3)利用三相整流机组谐波功率的简化模型，计算三相整流机组的谐波功率，并将结算结果作为三相整流机组的谐波功率评测值。

2.根据权利要求1所述三相整流机组谐波功率的简化建模评测方法，其特征在于，所述步骤1)中所得到的三相整流机组的谐波功率模型包括电流断续时整流机组的谐波有功功率和谐波无功功率的模型函数、以及电流连续时整流机组的谐波有功功率和谐波无功功率的模型函数；其中，电流断续时整流机组的谐波有功功率和谐波无功功率的模型函数分别为：

电流连续时整流机组的谐波有功功率和谐波无功功率的模型函数分别为：

其中，A_k,h、B_k,h、D_k,h、E_k,h和F_k,h均为算式指代符，且：

h表示输入端谐波电压次数，k表示整流机组谐波功率次数，h∈{1,2,…,H}，k∈{1,2,…,K}，H、K分别为输入端最高谐波电压次数和整流机组最高谐波功率次数；P_int,k、Q_int,k分别表示电流断续时整流机组的k次谐波有功功率和k次谐波无功功率；P_con,k、Q_con,k分别表示电流连续时整流机组的k次谐波有功功率和k次谐波无功功率；α₁、δ₁分别表示二极管在半周波内第1次导通过程的导通角和截止角；α₂、δ₂分别表示二极管在半周波内第2次导通过程的导通角和截止角；γ表示单次导通中电脉冲峰值对应的角度；U_k表示整流机组k次谐波电压有效值；U_h表示输入端h次谐波电压有效值；G_h表示直流侧h次谐波电压的等效导纳，θ_h表示直流侧h次谐波电压等效导纳的相位；表示输入端h次谐波电压的相位；表示整流机组k次谐波电压的相位；π为圆周率。

3.根据权利要求2所述三相整流机组谐波功率的简化建模评测方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：

21)将三相整流机组的谐波功率模型中电流断续时的谐波有功功率和谐波无功功率的模型函数分别改写为：

其中，分别为h≠k和h＝k时电流断续时整流机组的谐波有功功率在输入端h次谐波电压、整流机组k次谐波功率状态下的有功等效导纳，分别为h≠k和h＝k时电流断续时整流机组的谐波有功功率在输入端h次谐波电压、整流机组k次谐波功率状态下的无功等效导纳；且：

从而由电流断续时的各个有功等效导纳排列构成以整流机组谐波功率次数k作为行、以输入端谐波电压次数h作为列的电流断续时的有功等效导纳矩阵由电流断续时的各个无功等效导纳排列构成以整流机组谐波功率次数k作为行、以输入端谐波电压次数h作为列的电流断续时的无功等效导纳矩阵

将三相整流机组的谐波功率模型中电流连续时谐波有功功率和谐波无功功率的模型函数分别改写为：

其中，分别为h≠k和h＝k时电流连续时整流机组的谐波有功功率在输入端h次谐波电压、整流机组k次谐波功率状态下的有功等效导纳，分别为h≠k和h＝k时电流连续时整流机组的谐波有功功率在输入端h次谐波电压、整流机组k次谐波功率状态下的无功等效导纳；且：

从而由电流连续时的各个有功等效导纳排列构成以整流机组谐波功率次数k作为行、以输入端谐波电压次数h作为列的电流连续时的有功等效导纳矩阵由电流连续时的各个无功等效导纳排列构成以整流机组谐波功率次数k作为行、以输入端谐波电压次数h作为列的电流连续时的无功等效导纳矩阵

其中，D_k,k、E_k,k和F_k,k分别为h＝k时D_k,h、E_k,h和F_k,h的运算值；

22)分析端电压的不同谐波成分对各次谐波功率的贡献分布情况，划分出电流断续时的有功等效导纳矩阵和无功等效导纳矩阵以及电流连续时的有功等效导纳矩阵和无功等效导纳矩阵中对谐波功率的贡献低于设定阈值的导纳元素集中分布的区域作为简化剔除区域加以剔除，得到简化的谐波功率导纳矩阵，从而根据简化的谐波功率导纳矩阵反推得到三相整流机组谐波功率的简化模型；

所得到的三相整流机组谐波功率的简化模型中，输入端谐波电压次数h的取值范围为h∈{1+6n或5+6n|n＝0,1,2,3,…；且h≤H}，整流机组谐波功率次数k的取值范围为k∈{1+6m或5+6m|m＝0,1,2,3,…；且k≤K}，n和m均为整数；且当谐波功率次数k≤31时，电流断续时整流机组的谐波有功功率和谐波无功功率的模型函数、以及电流连续时整流机组的谐波有功功率和谐波无功功率的模型函数分别为：

其中，分别表示三相整流机组谐波功率的简化模型中电流断续时的k次谐波有功功率和k次谐波无功功率；分别表示三相整流机组谐波功率的简化模型中电流连续时的k次谐波有功功率和k次谐波无功功率；且h₁∈{1+6n|n＝0,1,2,3,4；且h₁≤H}，h₂∈{5+6n|n＝0,1,2,3；且h₂≤H}；当k∈{1+6m|m＝0,1,2,3,4,5；且k≤K}时，H₁＝k+6、H₂＝k+4，且H₁,H₂≤25；当k∈{5+6m|m＝0,1,2,3,4；且k≤K}时，H₁＝k+2、H₂＝k+6，且H₁,H₂≤25；

当谐波功率次数k>31时，电流断续时整流机组的谐波有功功率和谐波无功功率的模型函数、以及电流连续时整流机组的谐波有功功率和谐波无功功率的模型函数分别为：

其中，h₁∈{1+6n|n＝0,1,2,3,4；且h₁≤H}，h₂∈{5+6n|n＝0,1,2,3；且h₂≤H}；h₃的取值根据谐波功率次数k的取值确定，当k∈{1+6m|m＝6,7,8,…；且k≤K}时，h₃＝{k-6,k-2,k,k+4,k+6}；当k∈{5+6m|m＝5,6,7,…；且k≤K}时，h₃＝{k-6,k-4,k,k+2,k+6}。