一种单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗建模方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗建模方法及系统，建立交流侧存在小信号电压扰动的单相变流器主电路的频域小信号模型；根据单相变流器系统中小信号电气量的共差模关系，建立单相变流器系统的dq解耦电流控制方法的频域小信号模型；根据频率耦合特性，建立了单相变流器并网系统的等效电路模型，最终得到dq解耦电流控制下多个单相电压源变换器的交流侧端口SISO等效阻抗模型，本发明专利技术所建立的单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗模型可用于分析多台机车接入牵引供电系统场景下互联系统的稳定性问题，适用于从阻抗机理的角度分析多台机车同时接入牵引供电臂时系统潜在的谐振风险，有助于提升牵引供电系统的稳定性。的稳定性。的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗建模方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力电子系统建模领域，具体为一种单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗建模方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，电气化铁路的不断发展有效提升了高铁的速度和输送能力。随着高速铁路的发展，大量单相电压源变换器(voltage source converter,VSC)被应用于铁路牵引供电系统，造成机车与牵引网之间的谐波耦合作用进一步加剧，导致多台机车在同一地点升弓整备时牵引网容易发生一系列低频振荡(Low
‑
frequency Oscillation,LFO)问题。由于每台机车中均有若干个动力单元，每个动力单元通常为二重化四象限变流器结构，因此多台机车接入牵引供电系统的稳定性问题本质上属于单相多变流器并网系统的稳定性问题。
[0003]基于阻抗模型的稳定性分析方法常用来分析互联系统的稳定性，由于单相系统中没有相序的概念，为了提升小信号阻抗模型的精度，需要考虑单相变流器内部更为严重的频率耦合问题的影响，考虑频率耦合效应的车网系统不再是正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、建立交流侧存在小信号电压扰动的单相变流器主电路的频域小信号模型；步骤2、根据单相变流器系统中小信号电气量的共差模关系，建立单相变流器系统的dq解耦电流控制方法的频域小信号模型；步骤3、联立单相变流器主电路的频域小信号模型及dq解耦电流控制方法的频域小信号模型，得到单相变流器的交流侧MIMO阻抗模型，结合变压器变比以及机车的单相VSC数量，得到机车的交流侧MIMO阻抗模型；步骤4、根据机车的交流侧MIMO阻抗模型的耦合特性关系，确定单个单相VSC系统并网时交流侧SISO等效阻抗模型，再结合变流器数量得到多变流器的交流侧SISO等效阻抗模型。2.根据权利要求1所述的一种单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗建模方法，其特征在于，步骤1中所述单相变流器主电路的频域小信号模型的建立方法如下：根据单相变流器的主电路拓扑结构，建立单相VSC主电路时域下的电气稳态方程；采用复数傅里叶级数形式的频域变量对时域稳态方程进行定常线性化和小信号化，得到单相变流器主电路的频域小信号模型。3.根据权利要求1所述的一种单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗建模方法，其特征在于，步骤1所述单相变流器主电路的频域小信号模型的表达式如下：其中，M、V
dc
、I
s
分别为调制波、直流电压和交流电流的稳态分量，Z
n
为交流侧变压器等效阻抗。4.根据权利要求1所述的一种单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗建模方法，其特征在于，步骤2中所述共差模关系的确定方法如下：确定扰动情况下单相VSC系统的小信号电气量，根据小信号电气量的谐波流通路径特点确定小信号电气量的共差模关系。5.根据权利要求1所述的一种单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗建模方法，其特征在于，步骤2中dq解耦电流控制方法的频域小信号模型的建立方法如下：确定单相VSC系统的dq解耦电流控制方法的各控制环，采用多谐波线性化方法对各控制环进行小信号建模，将得到的各控制环的小信号模型叠加，得到dq解耦电流控制方法的频域小信号模型。6.根据权利要求5所述的一种单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗建模方法，其特征在于，所述dq解耦电流控制方法的频域小信号模型的表达式如下：其中，P
vdc
、P
i
、P
feed
、P
PLL
分别为直流电压环、电流环、前馈电压环、锁相环的增益系数矩阵。7.根据权利要求1所述的一种单相多变流器并网系统的SISO等效阻抗建模方法，其特征在于，所述机车的交流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王跃，刘熠，武鸿，李风漠，李润田，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：