[发明专利]基于一阶电路响应的交直流系统换相电压预测方法

权利要求书

1.基于一阶电路响应的交直流系统换相电压预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)基于一阶电路响应形式，建立交直流系统暂态响应的预测模型；

(2)收集换流母线三相电压数据；

(3)计算换流母线电压三序分量的傅里叶展开系数；

(4)基于最小二乘法原理，对响应预测模型中的参数进行拟合；

(5)预测换相电压；

其中，所述步骤(1)中交直流系统暂态响应预测模型的建立包括如下步骤：

(11)根据电力系统参数及储能元件的特点，得到暂态过程中的时域响应形式：

式中，f(t)为所求的响应，a(t)为f(t)的稳态分量，包括直流及各倍频交流分量；为f(t)的暂态分量；.b.、τ为与系统参数及初值条件相关的常数；

(12)根据下式计算f(t)稳态分量及暂态分量的傅里叶展开系数：

式中，ω₀＝100π(rad/s)为系统基频角速度，T＝2π/ω₀表示采样周期；A_n为稳态分量n倍频分量的系数，X_n为暂态分量n倍频分量的系数；特殊的，n＝0表示直流分量，n＝1表示基频分量；j表示虚数单位；

(13)记为第k次采样的波形，根据下式计算的傅里叶展开系数

(14)得到的实部及虚部变化形式：

式中，ψ′_n、ψ″_n分别表示实部及虚部的变化函数，θ′_n＝{μ₀,μ₁,τ}及θ″_n＝{ν₀,ν₁,τ}分别为与系统参数及初值条件相关的参数集合；μ₀、μ₁、ν₀、ν₁为计算的中间变量，具体可根据下式计算得到：

所述步骤(2)中的收集换流母线三相电压数据的具体实现方法为：以故障发生/恢复时刻为零时刻，在预测第N+1周波换相电压的情况下，以采样频率f_s采集[0，NT]时间段内换流母线的三相电压e_a、e_b、e_c；

所述步骤(4)中响应预测模型中的参数的拟合，具体实现方法为：

式中：分别表示ψ′_n、ψ″_n的拟合参数，fit是基于最小二乘法原理的拟合函数，其形式为表示对Y＝fun(θ,X)进行拟合，并返回拟合参数集

2.根据权利要求1所述的基于一阶电路响应的交直流系统换相电压预测方法，其特征在于，所述步骤(3)中计算换流母线电压三序分量的傅里叶展开系数的具体实现步骤为：

(31)根据下式计算一个采样周波内的采样点数M：

M＝floor(Tf_s)

式中：floor表示向下取整函数；

(32)根据离散傅里叶变换计算换相电压第k周波三相分量的傅里叶展开系数

式中，n表示所求傅里叶展开系数对应的频次；

(33)根据对称分量法计算换流母线电压第k周波三序分量的傅里叶展开系数

式中，

3.根据权利要求1所述的基于一阶电路响应的交直流系统换相电压预测方法，其特征在于，所述步骤(5)中换相电压预测的具体实现步骤为：

(51)预测第N+1周波三序分量的傅里叶展开系数

(52)根据对称分量法的逆变换，预测第N+1周波三相分量的傅里叶展开系数

(53)根据下式计算换相电压三相分量的预测值

式中：与分别表示为换流母线对应相电压的各次谐波模值及幅角的预测值。