[发明专利]一种考虑频率耦合效应的端口阻抗模型分析方法

权利要求书

1.一种考虑频率耦合效应的端口阻抗模型分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，计算扰动电压信号经PLL所产生的偏差值，把考虑PLL非理想特性输出的锁相角作为Park变换中的变换角；

步骤2，把考虑PLL非理想特性输出的锁相角进行小信号近似处理，求出Park变换及其逆变换的矩阵；

步骤3，利用考虑耦合效应的Park变换矩阵将交流侧abc坐标系下的三相电压电流信号变换到dq坐标系下，计算过程中忽略其中的高阶小信号分量；

步骤4，计算考虑耦合效应后的dq坐标系下的电压、电流信号经矢量控制后的输出电压信号，计算过程中忽略其中的高阶小信号分量；

步骤5，通过Park逆变换初步计算考虑耦合效应后的a相输出参考电压信号，计算过程中忽略其中的高阶小信号分量；

步骤6，加入考虑耦合效应后的环流补偿电压信号，计算考虑耦合效应后的a相输出参考电压信号，计算过程中忽略其中的高阶小信号分量；

步骤7，利用考虑耦合效应上、下桥臂电压调制函数和桥臂电流信号计算桥臂子模块电容电压信号，计算过程中忽略其中的高阶小信号分量；

步骤8，根据桥臂子模块电容电压信号，计算桥臂输出电压信号，计算过程中忽略其中的高阶小信号分量；

步骤9，利用桥臂输出电压信号和桥臂电压平衡方程计算考虑频率耦合效应的MMC的端口阻抗模型；

步骤10，利用端口MMC阻抗模型中的序分量和耦合阻抗分量建立关于频率f的耦合程度的函数关系。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1具体实现包括如下步骤：

计算扰动谐波经PLL产生的误差信号，如下式：

式中：Δθ是PLL输出的相角偏差信号，V_p和V_n分别是交流侧端口注入的正、负序扰动电压信号；T_PLL(s)＝H_PLL(s)/(1+V₁H_PLL(s))是q轴电压经PLL后的相角传递函数，V₁是基频电压幅值；H_PLL(s)＝(K_pllp+K_plli/s)/s为PLL的传递函数，K_pllp和K_plli是PLL传递函数的比例、积分增益。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2具体实现包括如下步骤：

通过近似变化处理计算Park变换矩阵中的元素，且由于注入的扰动电压信号，将会产生不同频次的分量，如下式：

利用小信号处理后的矩阵元素，即cos(θ_PLL)＝cos(θ₁+Δθ)≈sinθ₁+Δθcosθ₁，求解Park变换T_abc/dq和逆变换代数式如下，其中θ₁是PLL输出的基频相角θ_PLL是考虑PLL非理想特性输出锁相角：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3具体实现包括如下步骤：

利用式(3)对交流侧端口注入扰动谐波的电压、电流信号进行Park变换，计算得到dq坐标系下的电压电流信号代数式，I_p、I_n为扰动电流信号；其中为a相端口电流的初相角：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4具体实现包括如下步骤：

将经过Park变换后的交流侧电压电流信号代入到dq轴控制计算dq轴输出的电压信号，如下式：

其中V_d、V_q、I_d、I_q为dq坐标系下的电压电流信号，V_dref、V_qref、I_dref、I_qref为对应的参考值，H_dqi、K_d为电流控制环的传递函数和解耦系数。