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龙图腾网获悉东北电力大学申请的专利一种用于CETDC的模型降阶方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120320621B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510812118.2，技术领域涉及：H02M7/00；该发明授权一种用于CETDC的模型降阶方法是由张伟;林歌妮;祁俊杰;刘鸿鹏;张书鑫设计研发完成，并于2025-06-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于CETDC的模型降阶方法在说明书摘要公布了：本发明适用于DCDC变换器降阶技术领域，提供了一种用于CETDC的模型降阶方法，包括以下步骤：基于谐波状态空间理论建立CETDC拓扑的小信号模型；建立CETDC模型的切换全阶小信号模型；基于结构化投影和平衡实现理论对CETDC全阶小信号模型进行降阶。该方法通过谐波状态空间理论建立高精度小信号模型，结合结构化投影分解谐波频段并保留耦合特性，最终基于切换系统平衡实现理论截断次要状态。该方法可显著提升控制器设计效率，适用于高压直流电网的动态分析与优化。

本发明授权一种用于CETDC的模型降阶方法在权利要求书中公布了：1.一种用于CETDC的模型降阶方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1：基于谐波状态空间理论建立CETDC拓扑的小信号模型； 步骤2：建立CETDC模型的切换全阶小信号模型； 步骤3：基于结构化投影和平衡实现理论对CETDC全阶小信号模型进行降阶； 所述步骤1包括以下具体步骤： 步骤1.1：推导CETDC状态空间方程； 步骤1.2：HSS‑CETDC建模； 所述步骤1.1包括以下具体步骤： CETDC拓扑每相包括一个储能桥臂和两个换流阀，其中，储能桥臂由N个全桥子模块、缓冲电感L和桥臂电阻R串联构成，换流阀由多个晶闸管和反并联二极管串联构成； 以a相为例，当功率由高压侧传向低压侧时，开关管T1a导通，T2a关断，储能桥臂接入高压侧充电；当T2a被触发导通，T1a关断，储能桥臂接入低压侧放电；稳定运行下的CETDC包含两个模态，当开关管T1a导通时，记为模态一，开关管T2a导通时，记为模态二，由此将其看作切换线性系统； 当模态一桥臂连接到高压侧时，有： 1； 其中，ipa为a相储能桥臂电流，UH为高压侧的直流电压，n为子模块的导通数量；ucu为子模块电容电压； 当模态二桥臂连接到低压侧时，有： 2； 其中，UL为低压侧的直流电压； 对于一个全桥子模块，流过子模块电容的电流满足： 3； 式中，Ceq为子模块电容值；为桥臂子模块的投入比，表示当前时刻有的桥臂电流为子模块电容充电； 将上述CETDC模型写为切换系统状态空间方程的形式，模态一时： 4； 模态二时： 5； 其中，，； 所述步骤1.2包括以下具体步骤： 依据频域变换定理，对于CETDC时域模型中的任意一个状态变量xt，用展开式表示： 6； 其中，k为分解的谐波次数；X0为直流分量；Xk为第k次谐波分量的幅值；θk为第k次谐波分量的相位角；ω1为系统基频角频率； 采用欧拉公式进行化简和变形，得到： 7； 其中，xk为不同频率下状态变量所对应的复傅里叶系数；j为虚数单位； 采用在状态变量的傅里叶级数中引入est指数项的方法来表征暂态过程，并对每个状态变量和输入量均实施相同处理； 由此得到状态量、输入量和系数矩阵的傅里叶分解形式为： 8； 其中，xk、uk、Ak、Bk为各次频率成分所对应的复傅里叶系数；est表示信号的暂态过程； 当系统稳定时，模型中的变量s趋于0，将其省略；最终将各次谐波的状态方程联立，得到CETDC的谐波状态空间方程为： 9； 其中： ； ； ； ； ； 上式中，O为零矩阵；I为单位矩阵；Ahss矩阵和Bhss矩阵均为Toeplitz矩阵；矩阵下标为傅里叶分解的谐波次数，其中，A0为系数矩阵中的常数部分，Ag为仅保留第g次谐波的正频率分量所构成的矩阵，A‑g为仅保留第g次谐波的负频率分量所构成的矩阵； 同理，输出方程也可得到同样形式的谐波状态空间方程： 10； 其中，Chss和Dhss也是Toeplitz矩阵，形式与Ahss矩阵相同； 对HSS‑CETDC的模型考虑到第15次谐波，式9和式10就构成了CETDC的62阶非线性谐波状态空间模型；向系统添加ωp=pω0的扰动信号，对该模型在稳态工作点进行线性化，即得到CETDC单模态的小信号模型，其表达式为： 11； 其中： ； 所述步骤2包括以下具体步骤： 步骤2.1：CETDC控制系统建模； 步骤2.2：HSS‑CETDC全阶小信号模型建模； 所述步骤2.1包括以下具体步骤： 采用直流功率控制方案，高压侧电流iHa_ref波形的幅值由直流功率参考值Pref和高压侧电压UH确定，波形形状由波形发生器1确定；储能桥臂能量平衡控制用于稳定储能桥臂中电容储存的能量，若输入的电容电压参考值uc_ref与实际电容电压平均值uca_av的偏差不为0，则说明储能桥臂存在能量不平衡，需要对iLa_ref进行调节，其波形形状由波形发生器2确定； 储能桥臂电流控制为内环控制，储能桥臂电流参考信号ipa_ref由两个外环控制器的输出iHa_ref和iLa_ref合成； 稳态运行点处线性化后的控制器微分方程如下： 12； 13； 其中，kcp和kci分别为储能桥臂能量平衡控制的PI参数；kipp和kipi分别为储能桥臂电流控制的PI参数；f2t为波形发生器2产生波形的时域表达式； 进而得到CETDC控制系统的小信号模型为： 14； 其中： ； 从而得出控制系统的谐波状态空间方程为： 15； 其中，各系数矩阵的形式与拓扑模型中系数矩阵的形式相同，均为Toeplitz矩阵； 所述步骤2.2包括以下具体步骤： 要得到CETDC的全阶小信号模型，需要将CETDC拓扑的小信号模型与控制的小信号模型进行合并，结合式11和式15，有： 16； 17；其中，，，，，，； 令，，则有： 18； 将式18代入式16、式17得： 19； 20； 联立式19和式20，得到HSS‑CETDC的单模态全阶小信号模型，将模型简化为： 21。

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