1.考虑不连续特征的混合直流输电系统非线性数学模型建立方法,其特征在于,包括如下步骤:利用阶跃函数表示混合直流输电系统主回路和控制回路中不连续环节的动态过程;利用双曲正切函数的线性组合对所述阶跃函数进行连续化近似,得到连续化表达的函数表达式;获取整流侧、逆变侧及交直流侧网络的模块化非线性微分方程,并将所述模块化非线性微分方程中涉及到的不连续动态的部分采用连续化表达的所述函数表达式进行对应替换;将各模块按照输入输出关系进行互联,得到考虑不连续特征的完整混合直流输电系统非线性数学模型。
2.根据权利要求1所述的考虑不连续特征的混合直流输电系统非线性数学模型建立方法,其特征在于,主回路中不连续环节为晶闸管,利用阶跃函数表示混合直流输电系统主回路中不连续环节的动态过程,包括:采用S th 表征晶闸管的开关函数,则有:式中,S f 及S i 分别表示触发信号是否到来及正向电流是否小于维持电流,利用阶跃函数表示为:式中, 为触发角,φ为同步相位,i为正向电流,I hold 为维持电流;且阶跃函数H(x)表示为: 。
3.根据权利要求1所述的考虑不连续特征的混合直流输电系统非线性数学模型建立方法,其特征在于,控制回路中不连续环节为限幅环节和切换环节,利用阶跃函数表示混合直流输电系统控制回路中不连续环节的动态过程,包括:分别利用下式表征所述限幅环节和所述切换环节的不连续特征,如下:式中,α in/min/max 分别表示定电流限幅环节的触发角输入值/输出下限值/输出上限值;u dc/min/max 分别表示低压限流单元输入的直流电压/直流电压下限值/直流电压上限值;I ord 为输出电流指令值; 分别表示输出电流指令的下限/上限值;且阶跃函数H(x)表示为: 。
4.根据权利要求2或3所述的考虑不连续特征的混合直流输电系统非线性数学模型建立方法,其特征在于,利用双曲正切函数的线性组合对所述阶跃函数进行连续化近似,按照下式进行:式中,h(x)为双曲正切函数的线性组合,tanh为双曲正切函数,k为可调系数。
5.根据权利要求1所述的考虑不连续特征的混合直流输电系统非线性数学模型建立方法,其特征在于,对于整流侧主回路模块,将所述模块化非线性微分方程中涉及到的不连续动态的部分采用连续化表达的所述函数表达式进行对应替换,包括:根据晶闸管开关特征确定所述整流侧主回路模块的端口电压/电流间微分方程数学模型,如下:式中,L t 为变压器电感,i a/b/c 为A/B/C相电流, , , 和 分别为j相上桥臂和下桥臂开关函数;将经过所述双曲正切函数进行连续化近似处理的桥臂开关函数替代原桥臂开关函数 和 ,得到所述整流侧主回路模块新的微分方程数学模型。
6.根据权利要求1所述的考虑不连续特征的混合直流输电系统非线性数学模型建立方法,其特征在于,对于整流侧定电流控制回路,将所述模块化非线性微分方程中涉及到的不连续动态的部分采用连续化表达的所述函数表达式进行对应替换,包括:确定控制回路的微分方程数学模型,如下:式中,x 1,dc 及x 2,dc 为状态变量,T m 及G m 为一阶惯性滤波环节时间常数及比例系数,i dc 为整流侧直流电流,k i 为比例-积分环节中积分系数,I ord 为电流指令值;将经过所述双曲正切函数的线性组合进行连续化近似处理的电流指令值替代原电流指令值I ord ;基于连续化近似处理的电流指令值确定触发角α并连续近似化处理,如下:式中,α in/min/max 分别表示定电流限幅环节的触发角输入值/输出下限值/输出上限值,h(x)为双曲正切函数的线性组合,k p 为比例-积分环节中比例系数。
7.根据权利要求1所述的考虑不连续特征的混合直流输电系统非线性数学模型建立方法,其特征在于,所述完整混合直流输电系统非线性数学模型的表达式,如下:式中,x为系统状态变量,即所述模块化非线性微分方程中的微分量,N为系统状态变量总数; 为非线性向量场。
8.考虑不连续特征的混合直流输电系统非线性数学模型建立装置,其特征在于,包括:第一处理模块,用于利用阶跃函数表示混合直流输电系统主回路和控制回路中不连续环节的动态过程;第二处理模块,用于利用双曲正切函数的线性组合对所述阶跃函数进行连续化近似,得到连续化表达的函数表达式;第三处理模块,用于获取整流侧、逆变侧及交直流侧网络的模块化非线性微分方程,并将所述模块化非线性微分方程中涉及到的不连续动态的部分采用连续化表达的所述函数表达式进行对应替换;模型建立模块,用于将各模块按照输入输出关系进行互联,得到考虑不连续特征的完整混合直流输电系统非线性数学模型。
9.一种计算机设备,其特征在于,所述设备包括处理器以及存储器:所述存储器用于存储计算机程序,并将所述计算机程序的指令发送至处理器;所述处理器根据所述计算机程序的指令执行如权利要求1-7中任一项所述的考虑不连续特征的混合直流输电系统非线性数学模型建立方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的考虑不连续特征的混合直流输电系统非线性数学模型建立方法。