[发明专利]一种电压源型换流器并网系统外环控制解析传递函数建模方法及系统

说明书

本发明公开了一种电压源型换流器并网系统外环控制解析传递函数建模方法及系统，其中方法包括：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，获取电压源型换流器并网系统线性化数学模型；对所述电压源型换流器并网系统线性化数学模型进行求解，建立考虑锁相环动态影响的电压源型换流器并网电流的外环控制解析传递函数；基于所述外环控制解析传递函数分析电压源型换流器并网系统失稳机理并指导控制策略设计。

技术领域

本发明涉及电力技术领域，更具体地，涉及一种电压源型换流器并网 系统外环控制解析传递函数建模方法及系统。

背景技术

风机变流器、光伏逆变器、柔性直流等电压源型换流器(Voltage SourceConverter,VSC)接入弱交流电网时存在失稳风险，需要一套电压源型换 流器VSC并网系统的建模与稳定性分析方法作为分析与解决问题的工具。 目前，电压源型换流器VSC并网系统建模方法主要有状态空间建模法、输 入阻抗法和复转矩法，应用这几种模型分析电压源型换流器VSC并网系统 稳定性机理时存在的问题如下：状态空间建模法过于详细，只能利用特征 根分析与参与因子分析，计算失稳模态的主要参与变量，不能准确解释失 稳机理；输入阻抗法模型过于简化，只能通过计算等效输入阻抗判断系统 是否失稳，但不能直观揭示失稳机理；复转矩法模型过于简化，只能把电 压源型换流器VSC系统分为两个子系统，计算等效同步、阻尼转矩揭示失 稳机理，也不能直观解释失稳机理。现有技术不能解释电压源型换流器 VSC并网系统的失稳机理。

因此，需要一种技术，以实现电压源型换流器并网系统外环控制解析 传递函数建模方法。

发明内容

本发明技术方案提供一种电压源型换流器并网系统外环控制解析传递 函数建模方法及系统，以解决如何分析电压源型换流器并网系统失稳的问 题，以及如何指导电压源型换流器并网系统外环控制策略设计的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种电压源型换流器并网系统外环 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，获取电压 源型换流器并网系统线性化数学模型；

对所述电压源型换流器并网系统线性化数学模型进行求解，建立考虑 锁相环动态影响的电压源型换流器并网电流的外环控制解析传递函数；

基于所述外环控制解析传递函数分析电压源型换流器并网系统失稳机 理并指导控制策略设计。

优选地，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， 忽略主电路中的电流或电磁动态响应过程，忽略调制过程延时和采样延时， 忽略损耗。

优选地，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、外环控 制数学模型。

优选地，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