基于HSS的永磁直驱风机复向量阻抗建模方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于HSS的永磁直驱风机复向量阻抗建模方法及系统，涉及永磁直驱风机建模技术领域，该方法包括：获取线性时域周期系统并表示为傅里叶级数展开式；获取线性时域周期系统的各频次谐波的稳态周期运行轨迹；对所述线性时域周期系统进行线性化，得到复频域线性时不变系统；基于复频域线性时不变系统得到含任意频次谐波分量的状态空间矩阵；根据状态空间矩阵建立含各次谐波的永磁直驱风机交流侧等效阻抗模型。本发明专利技术能够描述周期时变系统各频率谐波特性，适用于含大量开关器件换流器的各次谐波频域建模。的各次谐波频域建模。的各次谐波频域建模。

【技术实现步骤摘要】
基于HSS的永磁直驱风机复向量阻抗建模方法及系统


[0001]本专利技术涉及永磁直驱风机建模
，特别是涉及一种基于HSS的永磁直驱风机复向量阻抗建模方法及系统。

技术介绍

[0002]永磁直驱风机(Permanent Magnetic Synchronous Generator，PMSG)具有多磁极，不需齿轮箱传动，维修成本低的特点，被广泛应用于陆地及海上风电场。风电机组是一个典型的多谐波源系统，电力电子换流器的PWM脉冲调制和开关信号会在系统运行时产生一些谐波分量，且不同频率谐波的交互作用会影响PMSG交流侧和直流侧的动态特性，有可能导致系统振荡失稳。此外，多频率谐波耦合特性可能还会造成不同风电机组之间的强交互作用，从而引发系统失稳。
[0003]现有PMSG模型的技术方法以及存在的问题：
[0004]现有PMSG模型主要有：传统的时域状态空间模型和单输入单输出(或单输入双输出)阻抗模型。这两个模型一个是基于时域进行建模，一个是将风电机组认为是阻抗形式的输入输出系统，并没有从频率谐波的角度出发考虑PMSG的建模，无法精确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于HSS的永磁直驱风机复向量阻抗建模方法，其特征在于，包括：获取线性时域周期系统，所述线性时域周期系统包括永磁直驱风机系统；将所述线性时域周期系统表示为傅里叶级数展开式；获取所述线性时域周期系统的各频次谐波的稳态周期运行轨迹；基于所述傅里叶级数展开式和各频次谐波的稳态周期运行轨迹对所述线性时域周期系统进行线性化，得到复频域线性时不变系统；基于所述复频域线性时不变系统得到含任意频次谐波分量的状态空间矩阵；根据所述状态空间矩阵建立含各次谐波的永磁直驱风机交流侧等效阻抗模型。2.根据权利要求1所述的基于HSS的永磁直驱风机复向量阻抗建模方法，其特征在于，所述线性时域周期系统的状态空间模型为：其中，该方程是用复频域表示的系统状态空间表达式，其中即为状态空间表达式的状态矩阵A(t)，为状态空间表达式的状态向量x(t)，为状态空间表达式的输入矩阵B(t)，即为状态空间表达式的输入向量u(t)。3.根据权利要求1所述的基于HSS的永磁直驱风机复向量阻抗建模方法，其特征在于，所述对线性时域周期系统进行线性化，得到复频域线性时不变系统，具体包括：线性化采用如下公式：线性化采用如下公式：其中，(jnω1+s)x
n
是系统状态变量x(t)第n次谐波分量的微分，是各次谐波状态系数矩阵与状态向量相乘，是各次谐波输入系数矩阵与输入向量相乘。
4.根据权利要求1所述的基于HSS的永磁直驱风机复向量阻抗建模方法，其特征在于，所述根据状态空间矩阵建立含各次谐波的永磁直驱风机交流侧等效阻抗模型，具体包括：根据所述状态空间矩阵构建谐波传递函数；获取永磁直驱风机的交流侧电压和交流侧电流；根据所述谐波传递函数、交流侧电压和交流侧电流构建永磁直驱风机状态空间模型；根据所述永磁直驱风机状态空间模型构建永磁直驱风机交流侧等效阻抗模型。5.根据权利要求4所述的基于HSS的永磁直驱风机复向量阻抗建模方法，其特征在于，所述永磁直驱风机状态空间模型为：所述永磁直驱风机状态空间模型为：其中，Δv
αβ
＝Δv
α
+Δjv
β
，为αβ静止坐标系下PCC点电压小信号扰动的复向量，组合成矩阵为状态空间模型的输入向量矩阵；Δi
αβ
＝Δi
α
+Δji
β
，为αβ静止坐标系下PCC点电流小信号扰动的复向量，组合成矩阵为状态空间模型的状态向量；“*”表示复向量的共轭。6.根据权利要求1或4所述的基于HSS的永磁直驱风机复向量阻抗建模方法，其特征在于，所述永磁直驱风机交流侧等效阻抗模型表达式为：<Δv
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘崇茹，史一博，王瑾媛，苏晨博，董浩云，陈晓刚，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：