[发明专利]电网不对称故障时并网变流器的PSCAD建模及仿真方法

权利要求书

1.电网不对称故障时并网变流器的PSCAD建模及仿真方法，其特征在于：包括以下步 骤：

将并网变流器交流侧的三相电压电流进行正负序分离；

将正序和负序电压电流通过Clark变换变换到αβ轴，通过三相锁相环锁住正负序电压的 相位，再通过park变换将αβ轴的电压电流变换到dq旋转坐标轴；

根据限制直流侧母线电压纹波的控制目标，结合变流器单位功率运行的要求，求得正负 序电流dq轴的参考值；

通过求得电压外环和电流内环的传递函数，给出5个PI调节器的参数整定方法；通过卸 荷电路限制直流母线的过电压；最终实现并网变流器的正负序独立控制和限制直流母线电压 纹波。

2.根据权利要求1所述电网不对称故障时并网变流器的PSCAD建模及仿真方法，其特 征在于：具体包括以下步骤：

步骤S1：将并网变流器交流侧的三相电压电流通过相位平移实现正负序电压电流的分 离：

FaPFbPFcP=131αα2α21ααα21FaFbFc,FaNFbNFcN=131α2αα1α2α2α1FaFbFc---(1)]]>

式(1)中：P代表正序、N代表负序；a、b、c分别表示A、B、B三相；F代表电压或 电流；α为转子，其中α＝e^j2π/3；

步骤S2：通过clark变换将三相正序和负序电压电流变换到αβ轴，得到并通过锁相环锁住正负序电压的相位；再通过park变换将αβ轴的正负序电压变换到dq 旋转坐标轴：

FdPFqP=cosθ-sinθsinθcosθFαPFβP,FdNFqN=cosθsinθ-sinθcosθFαNFβN---(2)]]>

由此可实现：udP=umPuqP=0,udN=umNudN=0---(3)]]>

式(2)中，表示α轴正序的电压或电流、表示β轴正序的电压或电流、表示α 轴负序的电压或电流、表示β轴负序的电压或电流；θ为锁相环得到的正序电压的相角； 为交流侧正序电压幅值，为交流侧负序电压幅值；

式(3)中，分别为正负序电压的d轴和q轴分量；

步骤S3：根据式(4)得到正负序电流dq轴的参考值：

idP*iqP*idN*iqN*=udpuqpudNuqNuqp-udpuqN-udNuqN-udN-uqpudpudNuqNudpuqp-123p0*000=2p0*3Dudpuqp-udN-uqN---(4)]]>

式(4)中，分别表示正、负序电流d轴和q轴分量的参考值； D=(udp)2-(udN)2;]]>

为直流电压外环得到的有功功率参考值，具体为：

p0*=udc*[kvp(udc*-udc)+kvi∫(udc*-udc)dt]---(5)]]>

式(5)中，为直流母线电压参考值，u_dc为直流母线电压，k_vp为电压环的比例系数、 k_vi为电压环的积分系数。

步骤S4：通过公式(6)得到电流内环中4个PI参数，通过公式(7)得到电压外环中1 个PI参数：

kii=L/(3KPWMTs)kip=R/(3KPWMTs)---(6)]]>

kvi=3C/528Ts2kvp=60C/528Ts---(7)]]>

式(6)中，k_ip为电流环的比例系数、k_ii为电流环的积分系数；R、L为网侧滤波电感 的等效电电阻和电感；K_PWM为PWM变流器的等效增益；T_S仿真模型的采样周期；

式(7)中，C为直流母线的电容。