[发明专利]带脉冲负载的独立电力系统的源载解耦合模型建模方法

说明书

本发明公开了一种带脉冲负载的独立电力系统的源载解耦合模型建模方法，涉及电机控制模型技术领域。所述方法包括如下步骤：利用同步发电机简化等效模型，构建同步发电机与脉冲负载的耦合等效模型；通过引入整流器的三个桥臂开关函数，推导同步发电机与脉冲负载的耦合等效电路模型的交直流侧电压、电流的源载耦合关系；通过将交流侧内阻抗等效至直流侧，使电源等效为理想电压源，构建所述源载解耦合模型。所述方法既能体现源载耦合对直流侧运行机理的影响细节，又能降低分析难度。

技术领域

本发明涉及电机控制模型技术领域，尤其涉及一种带脉冲负载的独立电力系统的源载解耦合模型建模方法。

背景技术

目前对PL-IPS的运行特性研究(IPS是指独立电力系统：Isolated PowerSystem，PL-IPS是指带有脉冲负载的独立电力系统：IPS with Pulsed Load)，都是对源端(发电机组)或载端(整流型脉冲负载)单独建模分析，没有深入考虑源载间的数学关联和耦合规律。PL-IPS的源载耦合关系不仅会影响脉冲负载本身的功率输出和性能，也会对系统和电源运行特性及稳定性产生影响。但考虑源载耦合，则会增大系统理论分析的难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提供一种既能体现源载耦合对直流侧运行机理的影响细节，又能降低分析难度的带脉冲负载的独立电力系统的源载解耦合模型建模方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种带脉冲负载的独立电力系统的源载解耦合模型建模方法，其特征在于包括如下步骤：

利用同步发电机简化等效模型，构建同步发电机与脉冲负载的耦合等效模型；

通过引入整流器的三个桥臂开关函数，推导同步发电机与脉冲负载的耦合等效电路模型的交直流侧电压、电流的源载耦合关系；

通过将交流侧内阻抗等效至直流侧，使电源等效为理想电压源，构建所述源载解耦合模型。

进一步的技术方案在于：同步发电机与脉冲负载的耦合等效模型通过如下方法构建：

对同步发电机进行简化，构建同步发电机的转子回路磁链方程为：

其中，分别为d轴励磁绕组磁链、q轴短路绕组电流磁链、d轴阻尼绕组磁链和q轴阻尼绕组磁链；i_fd、i_fq、i_kd、i_kq分别为d轴励磁绕组电流、q轴短路绕组电流、d轴阻尼绕组电流和q轴阻尼绕组电流；i_d、i_q分别为机组输出d轴电流和q轴电流；和分别为i_fd、i_fq、i_d和i_q的非周期分量；x_fds、x_fqs、x_kds、x_kqs分别为d轴励磁绕组、q轴短路绕组、d轴阻尼绕组和q轴阻尼绕组的漏抗；x_ad为d轴电枢反应同步电抗，即为d轴三个绕组的互抗感；x_aq为q轴电枢反应同步电抗，即为q轴三个绕组的互抗感；

由式(1)求出i_fd、i_kd、i_fq和i_kq后，代入Park磁链方程，得到d、q轴磁链公式为：

其中，为d轴磁链，为q轴磁链，x_d、x_q分别为d、q轴绕组自感抗， x”_d、x”_q分别为d、q轴超瞬变等效电抗；

c相到a相间的电流方程为：