[发明专利]一种基于阻抗分解的直流变换器并联系统稳定性判据方法

权利要求书

1.一种基于阻抗分解的直流变换器并联系统稳定性判据方法，其特征在于，主要包括以下步骤：

步骤S1：确定直流变换器并联系统中公共分析节点处直流母线电压数学模型；将直流配电系统划分为源子系统和负载子系统的点定义为公共分析节点；

步骤S2：基于奈奎斯特稳定性定理，提出根据源荷级联系统阻抗判定系统稳定性的方法，确定导致级联系统失稳的频率；

步骤S3：确定源荷级联系统失稳频率处导致失稳的主导子系统，并对源荷级联系统稳定性纠正：

所述步骤S2具体为：

步骤S21：将源荷级联系统公共分析节点处直流母线电压稳定性判据等效为级联系统阻抗稳定性判据；

步骤S22：对级联系统阻抗运用奈奎斯特稳定性判断特性进行稳定性判据，确定导致级联系统失稳的频率；

所述步骤S22具体为：将等效为源子系统端口等效阻抗与负载子系统输入阻抗串联的级联系统阻抗运用奈奎斯特稳定性判断特性，则级联系统稳定的充要条件为在负阻尼频率范围内没有电抗部分过零点；

所述步骤S3具体为：对失稳频率处源子系统等效阻抗、负载子系统输入阻抗进行阻抗频域分解，可得到源子系统阻抗和负载子系统阻抗在源荷级联系统阻抗失稳频率处正负阻尼具体占比及虚部容感性电抗占比，进而确定出导致级联系统失稳频率处导致失稳的主导子系统，可采用至少增加源子系统与负载子系统之一正阻尼实现级联系统稳定性纠正。

2.根据权利要求1所述的一种基于阻抗分解的直流变换器并联系统稳定性判据方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

对于多台直流变换器接入直流配电网确定公共分析节点；在公共分析节点根据功率流向将直流变换器划分为源变换器和负载变换器，进而将直流配电网简化为源子系统和负载子系统的源荷级联系统；则公共分析节点处直流母线电压V_bus(s)的数学模型为

式中，V_o1(s)为源变换器开路输出电压，Z_in(s)是负载子系统输入阻抗，Z_os(s)为源子系统等效阻抗，其数学模型为

Z_os(s)＝Z_o1(s)+Z_line1(s)

式中，Z_o1(s)为源变换器的输出阻抗，Z_line1(s)为源变换器连接至公共分析节点的线路阻抗。

3.根据权利要求1所述的一种基于阻抗分解的直流变换器并联系统稳定性判据方法，其特征在于，所述步骤S21具体为：对源荷级联系统应用奈奎斯特曲线稳定性判断，需确保变换器自身的稳定性，即源子系统等效阻抗Z_os(s)和负载子系统输入阻抗Z_in(s)没有右半平面极点，源荷级联系统的稳定性取决于则公共分析节点处直流母线电压V_bus(s)的数学模型为

其中Tm(s)＝Z_os(s)/Z_in(s)，为开环传递函数，是整个级联系统直流母线电压V_bus(s)的最小环路增益；则源荷级联系统的稳定性取决于1+Tm(s)，对1+Tm(s)应用柯西幅角定理，其幅相特性曲线不包括原点，说明源荷级联系统稳定；又1+Tm(s)＝(Z_in(s)+Z_os(s))/Z_in(s)，同时负载变换器输入阻抗Z_in(s)自身稳定，所以公共分析节点处直流母线电压V_bus(s)稳定性取决于Z_in(s)+Z_os(s)，可等效为源子系统端口等效阻抗与负载子系统输入阻抗串联的源荷级联系统阻抗应用稳定判据。

4.根据权利要求1所述的一种基于阻抗分解的直流变换器并联系统稳定性判据方法，其特征在于，所述的增加源子系统与负载子系统之一正阻尼为在源变换器端口处串联一个电容、电感、电阻组合形成的无源阻尼器。