1.一种电网综合负荷系统的分析方法,其特征在于,先建立电网综合负荷系统的数学模型,再根据建立的数学模型在MATLAB/Simulink中进行仿真分析;所述电网综合负荷系统的数学模型包括ZIP负荷模型、电动机的动态模型和电力电子负荷模型;所述电力电子负荷模型包括整流器模型和逆变器模型;所述整流器模型采用如下开关函数:式中:ea、eb、ec为电网电压;ia、ib、ic为电网电流;L1为整流器的滤波电感;R1为整流器的滤波电感寄生电阻;vdc为直流侧母线电压;C1为直流侧母线电容;RL为整流器的负载电阻;
vNO为直流侧母线电容的负极对电网侧的电压;sa、sb、sc为整流器开关函数,且满足下式:k=a、b、c;
所述逆变器模型采用如下开关函数:
其中:
ha、hb、hc为逆变器开关函数,且满足下式:
k=a、b、c;
式中:L2为逆变器的滤波电感,C2为逆变器的滤波电容,R2为为逆变器的负载电阻;vAB、vBC、vCA为交流测线电压;iab、ibc、ica为虚拟线电流;idc为直流侧母线电流。
2.如权利要求1所述的电网综合负荷系统的分析方法,其特征在于,在所述整流器模型和逆变器模型中引入如下开关周期平均算子:式中:x(t)为开关变换电路的变量,包括ea、eb、ec、ia、ib、ic、sa、sb、sc和vdc;Ts=1/fs为开关周期;
得到整流器的开关周期平均模型为:
得到逆变器的开关周期平均模型为:
3.如权利要求2所述的电网综合负荷系统的分析方法,其特征在于,在所述整流器的开关周期平均模型和所述逆变器的开关周期平均模型中引入如下等功率3s/2r变换矩阵:在三相系统平衡下,所述整流器在dq0坐标系的平均模型如下:所述逆变器在dq0坐标系的平均模型如下:
式中,dd和dq分别为整流器的开关函数在dq0坐标系的d轴和q轴上的分量;dd′和dq′分别为逆变器的开关函数在dq0坐标系的d轴和q轴上的分量。
4.如权利要求3所述的电网综合负荷系统的分析方法,其特征在于,对整流器在dq0坐标系的平均模型进行小信号处理,可得其直流工作点方程如下:式中,Dd为直流工作点的占空比在d轴分量,Dq为直流工作点的占空比在q轴分量,Id为输入电流的d轴分量,Iq为输入电流的q轴分量;
在三相对称平衡下,所述整流器的小信号模型为:
对逆变器在dq0坐标系的平均模型进行小信号处理,可得其直流工作点方程如下:在输入直流电源电压无扰动下,所述逆变器的小信号模型为:
5.如权利要求1~4中任一权利要求所述的电网综合负荷系统的分析方法,其特征在于,所述电动机的动态模型在dq0坐标系下的磁链方程为:所述电动机的动态模型在dq0坐标系下的电压方程为:
所述电动机的动态模型在dq0坐标系下的转矩方程为:
Te=npLm(isqird-isdirq)
式中:Te为转矩;np为极对数;Lm为磁化电感;isd、isq分别为电动机定子电流在d轴和q轴上的分量;ird、irq分别为电动机转子电流在d轴和q轴上的分量;usd、usq分别为电动机定子电压在d轴和q轴上的分量;urd、urq分别为电动机转子电压在d轴和q轴上的分量;ψsd、ψsq分别为电动机定子磁链在d轴和q轴上的分量;ψrd、ψrq分别为电动机转子磁链在d轴和q轴上的分量。
6.如权利要求5所述的电网综合负荷系统的分析方法,其特征在于,所述电力电子负荷模型还包括用于整流器电流解耦的整流器控制模型,所述整流器控制模型如下:式中:kpi为整流器PI控制中比例控制量;kii为整流器PI控制中积分控制量;idref、iqref分别为参考电流在d轴和q轴上的分量。
7.如权利要求5所述的电网综合负荷系统的分析方法,其特征在于,所述电力电子负荷模型还包括逆变器控制模型,所述逆变器控制模型如下式:其中:kpi′为逆变器PI控制中比例控制量;kii′为逆变器PI控制中积分控制量;kd=0为微分控制量; 为传递函数。