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龙图腾网获悉江西理工大学申请的专利一种多并联跟网型变流器的暂态同步稳定性分析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：CN120049428B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31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：202510210869.7，技术领域涉及：H02J3/00；该发明授权一种多并联跟网型变流器的暂态同步稳定性分析方法是由刘维清;谭秋婷;庄虹灵;刘志勇设计研发完成，并于2025-02-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多并联跟网型变流器的暂态同步稳定性分析方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种多并联跟网型变流器的暂态同步稳定性分析方法，首先，在多机系统框架下，构建考虑内环电流与锁相环耦合效应的跟网型变流器并网系统模型；然后，通过牛顿‑拉夫逊方法和等面积准则，分别实现对平衡点存在性的定量评估和暂态同步行为的可视化分析；接着，通过对李雅普诺夫直接法的扩展应用，严格推导出具有物理意义的暂态同步稳定性判据，并揭示易引发暂态同步失稳的关键因素及其影响规律，最后，通过MATLABSIMULIN进行时域仿真以验证所提方法的准确性。所提出的暂态同步失稳特征描述方法和风险量化评估体系，为电力电子化系统的参数优化设计具有重要的理论指导意义。

本发明授权一种多并联跟网型变流器的暂态同步稳定性分析方法在权利要求书中公布了：1.一种多并联跟网型变流器的暂态同步稳定性分析方法，其特征在于包含以下步骤： 步骤1：考虑内环电流和锁相环耦合效应的多并联VSCs并网模型构建； 在N个并联VSCs并网系统中，定义N个锁相环有N个dq轴参考帧，另外，定义DQ轴为参考帧，以电网电压矢量Ug为参考，θg和ωg表示Ug的相位角和角速度，以第k个跟网型变流器VSCk，k＝1，2，…，N为例，DQ框架下VSCk的端电压矢量Ut,k表达式为， 式中，下标j表示第j个VSC且j≠k，Ij表示VSCj输出电流矢量，Ik表示VSCk输出电流矢量，Zg＝Rg+jXg和Zlinek＝Rline,k+jXline,k分别表示网侧阻抗和线路阻抗，Rg和Rline,k分别表示网侧电阻和线路电阻，Xg和Xline,k分别表示网侧电抗和线路电抗， 将Ut,k分解为d轴和q轴分量，其表达式为， 式中，功角δk＝θPLL,k-θg表示Ut,k超前于Ug形成的角度差，δkj＝δk-δj表示VSCk和VSCj形成的功角差，是电流矢量Ik的注入角，θI,k表示电流注入角，θZlinek和θZg分别表示Zlinek和Zg的阻抗角， 由基尔霍夫电压定律和内环电流控制框图，VSCk的内环电流的控制方程为， 其中，上标“·”为时间t的导数，和分别表示有功电流和无功电流偏差，xdC,k和xqC,k为电流环控制的状态变量，ed,k和eq,k为电流环控制的控制变量，KpC和KiC分别表示内环电流PI稳压器的比例增益和积分增益，Lf表示跟网型变流器交流输出侧的滤波电感， 根据锁相环控制框图，VSCk中锁相环的状态方程可推导为， 其中，KpPLL和KiPLL分别表示锁相环PI稳压器的比例增益和积分增益，Δωk定义为锁相环的输出角频率ωk与ωg的角频率差， 进一步的，结合式2、式4、和式5，得到VSCk的六阶非线性动力学模型， 其中，Mk为等效惯性，Deq,k为等效阻尼，Pm,k和Pe,k分别为等效机械功率和等效电磁功率，yd,k和yq,k详细表达式如下， 其中，Lg和Lline,k分别表示网侧电感和线路电感，该模型充分考虑了内环电流动态特性与锁相环的耦合效应，后续暂态同步稳定性分析均基于此模型， 步骤2：考虑内环电流的多并联VSCs并网系统暂态同步失稳机理分析； 针对步骤1构建的六阶非线性动力学模型，采用牛顿-拉夫逊方法和等面积准则分别确认平衡点和分析暂态同步行为，方法流程如下： 首先，确认平衡点存在性：系统平衡点存在的充分条件Utq,kx1,x2,...,xN＝0,k＝1,2,...,N，这是一个高度非线性的方程组，其中向量xk＝δk,ΔId,k,ΔIq,k,k＝1,2,...,N表示VSCk的状态变量，采用牛顿-拉夫逊方法对非线性方程组进行数值计算，a初始值选取：初始化状态变量矩阵xi，将六阶非线性模型左侧的微分项设为零，即可准确计算出状态变量的初始稳态值，并选取故障前的稳态值作为初始值；b泰勒展开：将矩阵Utqx1,x2,...,xN在初始估计点处进行泰勒展开，并保留一阶项，得到线性化近似其中上标i为当前迭代次数，[Ji]表示当前迭代点的雅可比矩阵，得到矩阵xi；c迭代求解：更新估计值，将从b中获得的xi+1作为下一次迭代的初始值，重复a和b，直到偏移矩阵中的所有元素小于收敛阈值10-7，迭代计算停止； 然后，暂态同步行为分析：内环电流动态会直接反映在Pm,k中，将其细化为和分别定义为忽略和考虑内环电流特性时的等效机械功率，表达式如下， 采用等面积准则法直观分析六阶非线性动力学模型的暂态同步行为，从而揭示内环电流动态特性对并网系统暂态同步行为的影响， 步骤3：基于近似李雅普诺夫直接法的暂态同步稳定性判据构建 针对步骤1构建的六阶非线性动力学模型，基于近似李雅普诺夫直接法严格构建暂态同步稳定性判据，方法流程如下： 首先，函数构造与验证：忽略非线性阻尼效应，结合第一积分法和扩展不变原理构造候选李雅普诺夫函数， 式中，δs,k表示VSCk的稳定平衡点，由步骤2的牛顿-拉夫逊方法获得，λk为可调整混合项权值的待定参数，且不会改变平衡点位置，候选李雅普诺夫函数的导数表达式为， 式中，Hk的子块的详细表达式为： 式11由一个二次项加上最后一项组成，通过选择参数λk使二次项是一个正定项，则为负半定性，满足扩展不变性原理，当λk满足不等式11时，V可用于暂态同步稳定性研究， 其次，临界能量值计算：利用上述所构造的V推导不稳定平衡点处考虑非线性阻尼耗散的临界能量值Vcr，其表达式如下， Vcr＝VkΔωk+Vpδu,Δωu+∫DeqΔωdδ12 其中，δu表示不稳定平衡点，由Δωu表示不稳定平衡点处的角频率偏差，DeqΔω对应于暂态过程中的摩擦力，而阻尼Deq的耗散与摩擦力的积分路径有关，由于摩擦力的积分项难以精确计算，采用三角形面积近似法来估计阻尼耗散，具体而言，假设VSCk的摩擦力的积分路径近似为三角形面积，该三角形的底边对应于系统路径从初始点δ0到最大相位角δmax,k的变化范围，高度对应于最大角速度偏差Δωmax,k，最大相位角表达式如下， 其中，δmax,k的取值范围为δs,k,δu,k]，其值方程由Vp,kδ0＝Vp,kδk确定，定义Wda,k为系统从δ0运行到δs,k的阻尼耗散能量，在SEP处，具有最小的暂态势能Vpmin＝0和最大的暂态动能Vkmax,k，Vkmax,k由系统的初始暂态能量减去阻尼耗散确定， VSCk并网系统沿路径从δ0运行到δs,k的阻尼耗散Wda,k和路径从δs,k运行到δmax,k的阻尼耗散Wdd,k由三角形面积近似估算， 基于上述分析，考虑Deq的近似耗散的临界能量值Vcr可以表示为， 其中，γ＝8MkVp,kδ0+δs,k-δ0Deq,k2，基于上述构造的V和临界能量值Vcr，暂态同步稳定性判据的解析表达式为， 其中，η定义为暂态同步稳定指标，用于定量评价暂态同步稳定性，η≥0系统处于暂态同步稳定状态，且η值越大，暂态同步稳定性越好，反之，系统处于失稳状态， 通过以上步骤，给出了一种多并联跟网型变流器的暂态同步稳定性分析方法。

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