【技术实现步骤摘要】
一种VSC级联LLC的系统阻抗建模方法
本专利技术属于电力电子系统建模
，具体涉及一种VSC级联LLC的系统阻抗建模方法。
技术介绍
近年来，分布式可再生能源增长迅速，但目前可再生能源接入技术交直流变换环节较多，影响了接入的便捷性、降低了效率，限制了分布式可再生能源的充分消纳和高效利用。针对以上问题，国内外学者提出了基于双向变流器的交直流混合微网方案，将光伏等直流型分布式能源和电动汽车等直流用电设备直接通过直流微网集成，以减少变换环节，提高利用效率。将电压源变换器与LLC谐振变换器集成耦合设计为高频隔离型级联系统，代替传统工频隔离型AC-DC环节来构建低压直流网，实现交/直流网间功率相互转换，具有功率密度高、控制简单、拓展性好、灵活性高等优点。在分析直流网的稳定性时，目前一般采用阻抗分析法，利用阻抗分析法就要建立源变换器的输出阻抗模型和负载变换器的输入阻抗模型，目前学者们普遍针对单级系统进行阻抗建模，伦勒斯理工学院孙健教授利用谐波线性化建模方法建立了电压源变换器的交流侧阻抗模型，可用于评估变换器...
【技术保护点】
1.一种VSC级联LLC的系统阻抗建模方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：/n步骤1、建立VSC小信号模型；/n步骤2、建立LLC小信号模型；/n步骤3、基于单级统一控制策略，建立控制环路小信号模型；/n步骤4、基于控制环路小信号模型，级联VSC小信号模型、LLC小信号模型，得到级联系统的闭环小信号等效电路模型；/n步骤5、基于闭环小信号等效电路模型推导直流侧阻抗表达式。/n
【技术特征摘要】
1.一种VSC级联LLC的系统阻抗建模方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、建立VSC小信号模型；
步骤2、建立LLC小信号模型；
步骤3、基于单级统一控制策略，建立控制环路小信号模型；
步骤4、基于控制环路小信号模型，级联VSC小信号模型、LLC小信号模型，得到级联系统的闭环小信号等效电路模型；
步骤5、基于闭环小信号等效电路模型推导直流侧阻抗表达式。
2.如权利要求1所述的VSC级联LLC的系统阻抗建模方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：
步骤1.1、开关函数平均化建立连续模型；
步骤1.2、DQ变换建立时不变模型；
步骤1.3、建立线性化小信号模型。
3.如权利要求2所述的VSC级联LLC的系统阻抗建模方法，其特征在于，所述步骤1.1具体过程如下：
开关函数如下：
式中，Sau、Sbu、Scu分别为三相桥臂上开关管的驱动信号；Sal、Sbl、Scl分别为三相桥臂下开关管的驱动信号；为了后续分析方便，用Sa表示Sau；
开关函数平均化，可得：
式中，Ts为开关周期；t为时间；di为三相桥臂上开关管驱动信号对应的占空比。
4.如权利要求3所述的VSC级联LLC的系统阻抗建模方法，其特征在于，所述步骤1.2具体过程如下：
(1)消除变量van和vno
根据基尔霍夫电压定律和电流定律，列写交流侧环路电压方程和直流侧节点电流方程：
iin_llc＝[SaSbSc][iaibic]T(4)
式中，va、vb、vc为三相电压；ia、ib、ic为三相电流；van、vbn、vcn为三相桥臂两开关管连接点与直流电压参考点之间的电压；vno为直流电压参考点与三相电压中性点之间的电压；Sa、Sb、Sc分别为三相桥臂上开关管的驱动信号；iin_llc为三相桥臂整流后的输出电流即输入LLC谐振变换器的电流；L为交流侧滤波电感；d/dt为微分算子；
VSC与LLC连接处直流稳压电容的电压vdci与van、vbn、vcn之间关系为：
式中，vdci为VSC与LLC连接处直流稳压电容上的电压；
根据三相平衡特性，联立公式(3)、公式(5)可得：
其中，三相平衡特性可表示为：(va+vb+vc＝0,ia+ib+ic＝0)；
联立公式(2)、公式(3)、公式(4)、公式(5)、公式(6)可得：
iin_llc＝[dadbdc][iaibic]T(8)
(2)通过DQ变换将工频交流时变量变换为直流时不变量变换矩阵Tabc/dq如下：
式中，ωt为锁相环输出的相位；
联立公式(7)、公式(8)、公式(9)可得：
式中，vd、vq分别为三相电压DQ变换后的D轴分量和Q轴分量；id、iq分别为三相电流DQ变换后的D轴分量和Q轴分量；dd、dq分别为三相桥臂开关调制波信号DQ变换后的D轴分量和Q轴分量；ω为工频角频率；
简化公式(10)、公式(11)，得到DQ坐标系下的时不变模型：
5.如权利要求4所述的VSC级联LLC的系统阻抗建模方法，其特征在于，所述步骤1.3具体过程如下：
在稳态工作点(X,U)附近加小扰动信号则：将其代入公式(12)、公...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘闯，朱帝，蔡国伟，王汝田，郭东波，张艳，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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