[发明专利]基于参数化恒导纳模型的多逆变器仿真建模与优化方法

权利要求书

1.基于参数化恒导纳模型的多逆变器仿真建模与优化方法，其特征在于，所述多逆变器仿真建模与优化方法包括如下步骤：

S1:根据参数化恒导纳开关的稳态匹配值确定逆变器中的部分参数；

S2:采用参数化恒导纳开关替换电路中开关，先对单个逆变器建立状态空间，并以此为基础对整个系统建立状态空间表达式；

S3:根据系统的状态矩阵，构造谱半径与逆变器参数间的关系，并根据谱半径-稳定性原理确定系统稳定域；

S4:将状态矩阵按编号分块，以暂态收敛速度、波动大小、系统耦合程度的加权平均为目标函数进行优化，最终得到优化后的参数；

S5:对各逆变器进行桥臂交叉初始化，通过状态切换时刻上下桥臂间交叉赋值，进一步削弱暂态波动，提升系统动态性能。

2.根据权利要求1所述基于参数化恒导纳模型的多逆变器仿真建模与优化方法，其特征在于，所述S1中，在参数化恒导纳开关建模过程中，基于数值积分的思想构建初步模型，具体包括以下步骤：

S11:针对恒导纳开关导纳恒定的特性，根据如下公式，利用后退欧拉法建立离散化模型：

其中，Δt表示系统的仿真步长；L表示恒导纳开关等效的电感量，C表示等效的电容量；i_ON,t和i_OFF,t分别表示开关导通关断时流经开关的电流；u_L,t和u_C,t分别表示开关导通关断时两端的电压；

S12:基于式(1)，将历史电压、电流源前的系数进行参数化处理，根据如下公式，用待定系数替换式(1)中的t-1时刻值前系数：

S13:将式(2)写成式(3)所示输出形式，以导通电压、关断电流作为输出值，并根据离散系统Z函数终值定理，解出参数β_ON＝1，α_OFF＝-1：

3.根据权利要求2所述基于参数化恒导纳模型的多逆变器仿真建模与优化方法，其特征在于，所述S2中，基于状态空间相关原理，按以下步骤建立多逆变器系统的状态空间表达式：

S21:基于多逆变器系统的拓扑结构，用参数化恒导纳开关模型代替传统的开关函数模型，根据如下公式，对单逆变器进行状态空间建模：

S22:基于式(4)的单逆变器状态空间表达式，考虑连接阻抗，根据如下公式，构造多逆变器的状态空间表达式：

[u_11,t,i_12,t,i_1L,t,u_21,t,i_22,t,i_2L,t]^T＝A[u_11,t-1,i_12,t-1,i_1L,t-1,u_21,t-1,i_22,t-1,i_2L,t-1]^T+C (5)

式中，下标第一位表示逆变器编号，第二位1、2分别表示上下桥臂，L表示电感支路。

4.根据权利要求3所述基于参数化恒导纳模型的多逆变器仿真建模与优化方法，其特征在于，所述S3中，针对整个系统的状态空间矩阵，根据如下公式：

ρ(A)＝max{|λ₁|,|λ₂|,...,|λ_n|} (6)

其中，λ_i表示系统状态矩阵的特征值；运用式(6)获取系统状态矩阵的谱半径，并利用谱半径-α、β等高线图，构造谱半径关于逆变器参数α、β的关系。