[发明专利]NPC型三相三电平逆变器的阻抗建模方法

权利要求书

1.一种NPC型三相三电平逆变器的阻抗建模方法，其特征在于，应用于分析NPC型三电平并网逆变器系统的稳定性，包括以下步骤：

步骤一，在理想电网下，并网逆变器的PCC处注入频率为f_p的扰动电压，得到三相电网电压表达式；

步骤二，所述三相电网电压表达式经过坐标变换，得到dq坐标系下的电网电压v_d以及v_q，所述的电网电压v_d以及v_q在dq坐标系下使用复变量表示，得到电压V_dq；

步骤三，在静止坐标系下，根据所述电压V_dq建立功率级电路的小信号模型；

步骤四，在dq坐标系下，根据所述电压V_dq建立控制环路的小信号相量模型；

步骤五，在dq坐标系下，建立逆变器交流侧和直流侧之间的电流关系的小信号模型；

步骤六，在dq坐标系下，得到逆变器交流侧电压电流关系的小信号模型；

步骤七，根据步骤三至六所建立的模型，得到频率为ω_p的交流电压扰动以及与直流电流扰动对应的导纳Y_a0(ω_p)；当直流电压稳定时，计算得到交流电压扰动与交流电流扰动对应的导纳Y_a1(ω_p)，以及耦合电流对应的导纳Y_a2(ω_p)；考虑直流电压扰动时，计算得到频率为ω_p的直流电压扰动与对应的频率为(ω_p+ω₁)和(ω_p-ω₁)的交流电流扰动之间的导纳Y₀₁(ω_p)和Y₀₂(ω_p)；计算得到逆变器直流电压电流扰动之间的自导纳Y₀₀(ω_p)；

步骤八，将三电平逆变器直流侧电容等效为串联，计算得到直流侧电容的导纳Y_dc(ω_p)；

步骤九，根据逆变器叫直流侧扰动传递过程计算NPC型三相三电平逆变器的自导纳Y_sa(ω_p)和伴随导纳Y_aa(ω_p)。

2.如权利要求1所述的NPC型三相三电平逆变器的阻抗建模方法，其特征在于，

所述功率级电路的小信号模型具体为：

其中，ω_p为扰动频率；ω₁为电网的基波频率；L为滤波电感值；为dq坐标系下频率为(ω_p-ω₁)的电流扰动；为频率为(ω_p-ω₁)的直流电压扰动；V_dc为直流电压值；是频率为(ω_p-ω₁)的逆变器占空比；D_dq为dq坐标系下逆变器占空比的稳态值；*表示复数的共轭。

3.如权利要求2所述的NPC型三相三电平逆变器的阻抗建模方法，其特征在于，

所述控制环路的小信号相量模型具体为：

其中，是频率为(ω_p-ω₁)的逆变器占空比；V_cr是等效载波幅值，2V_cr＝V_dc；G_c(ω_p-ω₁)是电流环PI调节器的传递函数，G_v(ω_p-ω₁)是电压环PI调节器的传递函数。

4.如权利要求3所述的NPC型三相三电平逆变器的阻抗建模方法，其特征在于，

所述逆变器交流侧和直流侧之间的电流关系的小信号模型具体为：

其中，*表示复数的共轭；I_dq为dq坐标系下的交流电流。