[发明专利]一种电网综合负荷系统的分析方法

权利要求书

1.一种电网综合负荷系统的分析方法，其特征在于，先建立电网综合负荷系统的数学模型，再根据建立的数学模型在MATLAB/Simulink中进行仿真分析；所述电网综合负荷系统的数学模型包括ZIP负荷模型、电动机的动态模型和电力电子负荷模型；所述电力电子负荷模型包括整流器模型和逆变器模型；所述整流器模型采用如下开关函数：

式中：e_a、e_b、e_c为电网电压；i_a、i_b、i_c为电网电流；L₁为整流器的滤波电感；R₁为整流器的滤波电感寄生电阻；v_dc为直流侧母线电压；C₁为直流侧母线电容；R_L为整流器的负载电阻；v_NO为直流侧母线电容的负极对电网侧的电压；s_a、s_b、s_c为整流器开关函数，且满足下式：

k＝a、b、c；

所述逆变器模型采用如下开关函数：

其中：

h_a、h_b、h_c为逆变器开关函数，且满足下式：

k＝a、b、c；

式中：L₂为逆变器的滤波电感，C₂为逆变器的滤波电容，R₂为为逆变器的负载电阻；v_AB、v_BC、v_CA为交流测线电压；i_ab、i_bc、i_ca为虚拟线电流；i_dc为直流侧母线电流。

2.如权利要求1所述的电网综合负荷系统的分析方法，其特征在于，在所述整流器模型和逆变器模型中引入如下开关周期平均算子：

式中：x(t)为开关变换电路的变量，包括e_a、e_b、e_c、i_a、i_b、i_c、s_a、s_b、s_c和v_dc；T_s＝1/f_s为开关周期；

得到整流器的开关周期平均模型为：

得到逆变器的开关周期平均模型为：

3.如权利要求2所述的电网综合负荷系统的分析方法，其特征在于，在所述整流器的开关周期平均模型和所述逆变器的开关周期平均模型中引入如下等功率3s/2r变换矩阵：

在三相系统平衡下，所述整流器在dq0坐标系的平均模型如下：

所述逆变器在dq0坐标系的平均模型如下：

式中，d_d和d_q分别为整流器的开关函数在dq0坐标系的d轴和q轴上的分量；d_d′和d_q′分别为逆变器的开关函数在dq0坐标系的d轴和q轴上的分量。

4.如权利要求3所述的电网综合负荷系统的分析方法，其特征在于，对整流器在dq0坐标系的平均模型进行小信号处理，可得其直流工作点方程如下：

式中，D_d为直流工作点的占空比在d轴分量，D_q为直流工作点的占空比在q轴分量，I_d为输入电流的d轴分量，I_q为输入电流的q轴分量；

在三相对称平衡下，所述整流器的小信号模型为：

对逆变器在dq0坐标系的平均模型进行小信号处理，可得其直流工作点方程如下：

在输入直流电源电压无扰动下，所述逆变器的小信号模型为：