功率硬件在环接口算法稳定性和精确性研究
发布时间:2021-07-27 01:35
随着仿真应用的发展,功率硬件在环仿真被越来越多的应用在了电力系统及其组件的测试中,尤其是风电机组并网测试。功率硬件在环仿真包括数字子系统,接口算法和物理子系统。其中,接口算法是连接数字子系统和物理子系统的核心环节,是实现稳定而又准确的仿真测试的前提。因此,接口算法的稳定性和精确性研究对功率硬件在环仿真至关重要。本文的目标是通过对功率硬件在环接口算法的分析和改进来提高接口算法的稳定性和精确性。首先概括了功率硬件在环接口算法在国内外的发展水平与研究现状,并根据功率硬件在环仿真系统的基本原理和电路替代定理建立了系统的整体结构框架和接口算法模型。其次,以理想变压器法和阻尼阻抗法为基础分析了影响功率硬件在环接口算法稳定性和精确性的相关因素,并提出了相应的改进算法。其中,关于理想变压器法,通过在虚拟端并联阻抗以及提高对实物端阻抗的估计精度,使得改进的接口算法的稳定性和精确性都得到了提高,并给出了精确性的下界;关于阻尼阻抗法,通过递归最小二乘法提高了实物端阻抗的估计精度,从而提高了接口算法的精确性。然后,针对毫秒级的时间延迟导致的接口算法稳定性和精确性的问题,本文也进行了相应的改进。最后,基于Mat...
【文章来源】:上海电机学院上海市
【文章页数】:74 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
理想条件下DIM的奈奎斯特曲线
上海电机学院硕士学位论文19为明显,将ZD/ZSim的比值分别设置为0.1、3和5:图2-9不同ZD/ZSim下DIM法的奈奎斯特曲线Fig.2-9NyquistcurveofDIMmethodunderdifferentZD/ZSim如图2-9所示,当ZD/ZSim的比值等于0.1时,非理想条件下阻尼阻抗法的奈奎斯特曲线(蓝色曲线)不包括(-1,j0),所以这个系统仍然稳定。即使在极端情况下即DZ等于零时:_()()()==()()ddEUTSimststDIMOLSimEUTZsZsGseeZsZs(2-34)该系统仍处于稳定状态。因此,当ZD小于ZEUT时,系统是稳定的。但是当ZD大于ZEUT时,系统可能变得不稳定,例如,当ZD/ZSim等于3时,奈奎斯特曲线(红色曲线)绕(-1,j0)旋转,系统不稳定。为了获得系统稳定性的详细条件,再次使用Ruth-Hurwitz规则。由式(2-26)可以得到闭环传递函数的特征方程为:()[()()]()()()[()()]0dstSimDEUTASEUTSimDZsZsZseGsGsZsZsZs(2-35)将式(2-28)插入到式(2-35)中,则DIM的特征方程简化为:()[()()]()[()()]0dstSimDEUTEUTSimDZsZsZseZsZsZs(2-36)为了便于分析,将这些阻抗视为纯电阻,即:
上海电机学院硕士学位论文21图2-10系统在频域中的相对误差Fig.2-10Relativeerrorofthesysteminthefrequencydomain由图可知,总系统延迟td为10s时相对误差最小,td为100s时相对误差最大。因此,对于DIM接口算法可以得到以下结论:在保持系统稳定的前提下,总系统延迟td越小,相对误差越小,系统的精度越高。2.4本章小结本章主要介绍了ITM、DIM接口算法的基本原理,并从稳定性和精确性两个方面对这两种接口算法分别进行研究。通过分析可知系统的稳定性不仅与阻抗有关,而且与系统的总延迟有关。ITM接口算法的稳定性和精确性都不是很理想,虽然DIM接口算法有较高的稳定性,但其精确性仍有待提高。
本文编号:3304794
【文章来源】:上海电机学院上海市
【文章页数】:74 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
理想条件下DIM的奈奎斯特曲线
上海电机学院硕士学位论文19为明显,将ZD/ZSim的比值分别设置为0.1、3和5:图2-9不同ZD/ZSim下DIM法的奈奎斯特曲线Fig.2-9NyquistcurveofDIMmethodunderdifferentZD/ZSim如图2-9所示,当ZD/ZSim的比值等于0.1时,非理想条件下阻尼阻抗法的奈奎斯特曲线(蓝色曲线)不包括(-1,j0),所以这个系统仍然稳定。即使在极端情况下即DZ等于零时:_()()()==()()ddEUTSimststDIMOLSimEUTZsZsGseeZsZs(2-34)该系统仍处于稳定状态。因此,当ZD小于ZEUT时,系统是稳定的。但是当ZD大于ZEUT时,系统可能变得不稳定,例如,当ZD/ZSim等于3时,奈奎斯特曲线(红色曲线)绕(-1,j0)旋转,系统不稳定。为了获得系统稳定性的详细条件,再次使用Ruth-Hurwitz规则。由式(2-26)可以得到闭环传递函数的特征方程为:()[()()]()()()[()()]0dstSimDEUTASEUTSimDZsZsZseGsGsZsZsZs(2-35)将式(2-28)插入到式(2-35)中,则DIM的特征方程简化为:()[()()]()[()()]0dstSimDEUTEUTSimDZsZsZseZsZsZs(2-36)为了便于分析,将这些阻抗视为纯电阻,即:
上海电机学院硕士学位论文21图2-10系统在频域中的相对误差Fig.2-10Relativeerrorofthesysteminthefrequencydomain由图可知,总系统延迟td为10s时相对误差最小,td为100s时相对误差最大。因此,对于DIM接口算法可以得到以下结论:在保持系统稳定的前提下,总系统延迟td越小,相对误差越小,系统的精度越高。2.4本章小结本章主要介绍了ITM、DIM接口算法的基本原理,并从稳定性和精确性两个方面对这两种接口算法分别进行研究。通过分析可知系统的稳定性不仅与阻抗有关,而且与系统的总延迟有关。ITM接口算法的稳定性和精确性都不是很理想,虽然DIM接口算法有较高的稳定性,但其精确性仍有待提高。
本文编号:3304794
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