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龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利一种单相电力弹簧的分数阶建模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：CN119294335B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01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：202411419177.5，技术领域涉及：G06F30/367；该发明授权一种单相电力弹簧的分数阶建模方法是由张兴;张茜;李明;毛永涛设计研发完成，并于2024-10-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种单相电力弹簧的分数阶建模方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种单相电力弹簧的分数阶建模方法，属于电力电子系统建模技术领域。该建模方法包括建立分数阶滤波电感和分数阶滤波电容的分数阶数学模型、单相电力弹簧的分数阶数学模型和单相电力弹簧的分数阶小信号模型。本发明针对目前的单相电力弹簧的模型通常是采用整数阶电感和电容建立的整数阶模型，建模和分析结果与实际系统之间存在较大偏差的问题，考虑实际电感和电容的分数阶特性，建立以上模型，可以方便的用于单相电力弹簧运行特性分析及其分数阶控制器的设计，改善运行性能与控制效果。与整数阶模型相比，分数阶模型可以实现输出波形高精度仿真，与实际系统之间的差值较小，更能反映实际系统的本质。

本发明授权一种单相电力弹簧的分数阶建模方法在权利要求书中公布了：1.一种单相电力弹簧的分数阶建模方法，该方法涉及的拓扑结构包括单相电力弹簧、非关键负载、关键负载、线路阻抗和可再生能源微电网，其中，所述单相电力弹簧的拓扑结构包括直流电源、主逆变器、分数阶滤波电感和分数阶滤波电容，所述主逆变器输入端与直流电源并联，主逆变器输出端的正极与分数阶滤波电感串联，分数阶滤波电感的另一端与分数阶滤波电容的正极、关键负载的正极、线路阻抗相接，线路阻抗的另一端接可再生能源微电网的正极；主逆变器输出端的负极与分数阶滤波电容的负极、非关键负载的正极相接，非关键负载的负极与关键负载的负极、可再生能源微电网的负极相接； 其特征在于，所述分数阶建模方法包括建立分数阶滤波电感和分数阶滤波电容的分数阶数学模型、单相电力弹簧的分数阶数学模型和单相电力弹簧的分数阶小信号模型，具体步骤如下： 步骤1，采样 对以下参数进行采样：直流电源的电压并记为直流侧电压Vdc，逆变器输出端口电压vin；非关键负载的阻抗ZNC，非关键负载两端的电压vNC，流过非关键负载的电流iNC，关键负载的阻抗ZCL，关键负载两端的电压并记为关键负载电压vS，流过关键负载的电流iCL，线路阻抗Zg，可再生能源发电并网点电压vg，进网电流ig；分数阶滤波电感的电感值Lα，流过分数阶滤波电感的电流并记为分数阶滤波电感电流iLα，分数阶滤波电感两端的电压vL，分数阶滤波电容的电容值Cβ，流过分数阶滤波电容的电流iCβ，分数阶滤波电容两端的电压并记为分数阶滤波电容电压vES，其中，α为分数阶滤波电感的阶数且满足0α＜1，β为分数阶滤波电容的阶数且满足0β＜1； 步骤2，建立分数阶滤波电感和分数阶滤波电容的分数阶数学模型 考虑实际电感、实际电容的分数阶特性，基于分数阶微积分理论，建立分数阶滤波电感和分数阶滤波电容的分数阶数学模型，其表达式为： 式中，dαiLαdtα为分数阶滤波电感电流iLα取阶数为分数阶滤波电感阶数α的分数阶微分形式，dβvESdtβ为分数阶滤波电容电压vES取阶数为分数阶滤波电容阶数β的分数阶微分形式； 步骤3，建立单相电力弹簧的分数阶数学模型 根据分数阶滤波电感和分数阶滤波电容的数学模型，结合基尔霍夫电压及电流定律，建立单相电力弹簧的分数阶数学模型，其表达式为： 式中，σ为主逆变器中功率开关管的开关函数，当0tdTs时，取σ＝1，当dTs＜tTs时，取σ＝0，其中，TS为开关周期，t为运行时间，d为占空比； 步骤4，建立单相电力弹簧的分数阶小信号模型 引入分数阶电感和分数阶电容的单相电力弹簧是一个非线性系统，通过小信号分析将其线性化以简化分析过程，建立单相电力弹簧的分数阶小信号模型，其表达式为： 式中，为分数阶电感电流iLα的扰动量，为分数阶电容两端电压vES的扰动量，为直流侧电压Vdc的扰动量，为电网电压vg的扰动量，为关键负载电压vs的扰动量，为占空比d的扰动量，为分数阶电感电流扰动量取阶数为分数阶电感阶数α的分数阶微分形式；为分数阶电容两端的电压扰动量取阶数为分数阶电容阶数β的分数阶微分形式；A为状态矩阵，B为输入矩阵，C为输出矩阵，E为输出输入矩阵。

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