[发明专利]一种电压源型换流器并网系统内环控制解析传递函数建模方法及系统

权利要求书

1.一种电压源型换流器并网系统内环控制解析传递函数建模方法，所述方法包括：

基于第一假设条件建立考虑电网强度和锁相环动态的电压源型换流器并网系统数学模型；

将所述电压源型换流器并网系统数学模型进行线性化处理；

基于第二假设条件，获取电流的内环控制的简化传递函数；根据所述简化传递函数，将锁相环动态的输出相位表达式具体化，建立考虑锁相环动态影响的电压源型换流器并网电流的内环控制解析传递函数；

基于所述内环控制解析传递函数分析电压源型换流器并网系统内环控制失稳机理并指导参数设计。

2.根据权利要求1所述的方法，所述第一假设条件为：

只考虑电气联系的强弱，内环电流反馈值能实时跟踪内环电流参考值，忽略公共连接点的滤波电容，忽略调制过程延时和采样延时，忽略损耗。

3.根据权利要求1所述的方法，所述并网系统数学模型包括：

主电路数学模型、锁相环动态数学模型、内环控制数学模型。

4.根据权利要求3所述的方法，所述主电路数学模型为：

所述主电路部分数学模型在dq坐标系下为

其中，L_eq＝L_t+L_arm/2，R_eq＝R_t+R_arm/2，L_ac＝L_eq+L_g，R_ac＝R_eq+R_g，s表示微分算子，R_eq为PCC母线与换流器阀侧之间的等效电阻，L_eq为PCC母线与换流器阀侧之间的等效电感，L_t为交流电网变压器的等效电感，L_arm为MMC桥臂电感，R_t为为交流电网变压器的等效电阻，L_ac为从换流器到无穷大系统间的等效电感，R_ac为从换流器到无穷大系统间的等效电阻，i_cd为换流器输出电流d轴分量，i_cq为换流器输出电流q轴分量，u_cd为换流器等效输出电压d轴分量，u_sd为PCC母线电压d轴分量，ω₁为额定角频率，u_cq为换流器等效输出电压q轴分量，u_sq为PCC母线电压q轴分量，L_g为交流电网的等效电感，R_g为交流电网的等效电阻，u_gd为无穷大系统电压的d轴分量，u_gq为无穷大系统电压的d轴分量。

5.根据权利要求3所述的方法，所述锁相环动态数学模型为：

其中，

其中，θ_PLL为锁相环动态输出相位，θ_pll为锁相环输出相位θ_PLL与ω₁t之差，ω₁t为初始相位为0以恒定角速度ω₁转动的dq坐标系的相位，k_{p_pll}为锁相环动态比例积分控制器比例系数,T_{i_pll}为锁相环动态比例积分控制器积分时间常数，u_sq为PCC母线电压q轴分量，ω₁为dq坐标系的额定角速度，s为拉普拉斯算子，G_pll为锁相环比例积分控制器，为控制系统dq坐标系中换流器等效输出电压q轴分量。

6.根据权利要求5所述的方法，所述锁相环动态数学模型设计成二阶响应特性时其参数计算公式为：

其中，ω_pll为锁相环动态设计带宽，阻尼比ξ宽取0.707，u_sd0为PCC母线电压d轴分量稳态值。