[发明专利]一种柔性直流输电换流器阻抗分析方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种柔性直流输电换流器阻抗分析方法，其特征在于，包括：

获取电网中的电网电压信号和三相电压电流信号；

将所述电网电压信号和所述三相电压电流信号输入到预设的柔直换流器控制回路模型，得到三相电压目标信号；其中，所述柔直换流器控制回路模型包括锁相环控制模型、旋转坐标系模型、有功功率控制模型、无功功率控制模型及电流内环控制模型；

将所述三相电压目标信号输入到预设的等效延时控制模型，得到等效延时三相电压目标信号；

根据所述等效延时三相电压目标信号，得到柔性直流输电换流器的阻抗模型；

其中，所述将所述电网电压信号和所述三相电压电流信号输入到预设的柔直换流器控制回路模型，得到三相电压目标信号，具体包括：

将所述电网电压信号和所述三相电压电流信号输入到预设的锁相环模型，计算电网相角；

将所述三相电压电流信号及所述电网相角输入到预设的旋转坐标系，得到q轴上的第一电压电流信号及d轴上的第二电压电流信号；

将所述第一电压电流信号和所述第二电压电流信号分别输入到预设的有功功率控制模型和无功功率控制模型，得到d轴上的第一电流目标信号和q轴上的第二电流目标信号；

采用预设的电流内环控制模型，对所述第一电流目标信号、所述第二电流目标信号及所述电网相角进行计算，得到d轴上的第一电压目标信号和q轴上的第二电压目标信号；

采用所述旋转坐标系，对所述第一电压目标信号和所述第二电压目标信号进行转换，得到所述三相电压目标信号；

所述将所述电网电压信号和所述三相电压电流信号输入到预设的锁相环模型，计算电网相角，具体包括：

根据公式(1)计算所述电网相角：

其中，θ为所述电网相角；所述第一电压电流信号包括第一基波电压信号及第一基波电流信号，所述第二电压电流信号包括第二基波电压信号及第二基波电流信号；v_q为所述第二基波电压信号；v_a、v_b、v_c分别为所述三相电压电流信号的A相电压信号、B相电压信号、C相电压信号；v_s为所述电网电压信号中的基波A相电压信号，v₁为所述电网电压信号中的A相注入谐波电压信号，v₂为所述电网电压信号中的A相注入谐波耦合电压信号；v_be^j120°为B相对应偏移120°相位值，v_ce^-j120°为C相对应偏移120°相位值；G_pll(s)为所述锁相环模型PI控制器传递函数，K_pll为所述锁相环模型PI控制器的比例增益，T_pll为所述锁相环模型PI控制器的积分时间常数；

所述将所述三相电压电流信号及所述电网相角输入到预设的旋转坐标系，得到q轴上的第一电压电流信号及d轴上的第二电压电流信号，具体包括：

根据公式(2)计算所述第一电压电流信号和所述第二电压电流信号：

其中，v_d为所述第一基波电压信号，i_d为所述第一基波电流信号，i_q为所述第二基波电流信号，i_a、i_b、i_c分别为所述三相电压电流信号的A相电流信号、B相电流信号、C相电流信号；

所述将所述第一电压电流信号和所述第二电压电流信号分别输入到预设的有功功率控制模型和无功功率控制模型，得到d轴上的第一电流目标信号和q轴上的第二电流目标信号，具体包括：

根据公式(3)计算所述第一电流目标信号：

其中，为所述第一电流目标信号，P^ref为有功功率目标值，P为有功功率瞬时值，G_a(s)为所述有功功率控制模型的有功功率PI控制器传递函数，K_pp为所述有功功率PI控制器传递函数的比例增益，K_ip为所述有功功率PI控制器传递函数的积分增益；

根据公式(4)计算所述第二电流目标信号：

其中，为所述第二电流目标信号，Q^ref为无功功率目标值，Q为无功功率瞬时值，G_r(s)为所述无功功率控制模型的无功功率PI控制器传递函数，K_pq为所述无功功率PI控制器传递函数的比例增益，K_iq为所述无功功率PI控制器传递函数的积分增益；

所述采用预设的电流内环控制模型，对所述第一电流目标信号、所述第二电流目标信号及所述电网相角进行计算，得到d轴上的第一电压目标信号和q轴上的第二电压目标信号，具体包括：

根据公式(5)计算所述第一电压目标信号和所述第二电压目标信号：

其中，为所述第一电压目标信号，为所述第二电压目标信号，w_pu为电流控制内环解耦系数，G_c(s)为所述电流内环控制模型的电流控制内环PI控制器传递函数，K_pc为所述电流控制内环PI控制器传递函数的比例增益，K_ic为所述电流控制内环PI控制器传递函数的积分增益；

所述采用所述旋转坐标系，对所述第一电压目标信号和所述第二电压目标信号进行转换，得到所述三相电压目标信号，具体包括：

根据公式(6)得到所述三相电压目标信号：

其中，v₀为零轴电压分量，为所述三相电压目标信号的A相电压目标信号，为所述三相电压目标信号的B相电压目标信号，为所述三相电压目标信号的C相电压目标信号；

所述将所述三相电压目标信号输入到预设的等效延时控制模型，得到等效延时三相电压目标信号，具体包括：

根据公式(7)得到所述等效延时三相电压目标信号：

其中， 为所述三相电压目标信号, 为所述等效延时三相电压目标信号,G_t(s)为所述等效延时控制模型的等效延时控制环节传递函数，T_d为总控制环节等效延时时间常数，f_c为所述等效延时控制模型的控制器芯片时钟频率，T_n为第n个控制环节延时时间，D为控制信号延时环节总数；

所述根据所述等效延时三相电压目标信号，得到柔性直流输电换流器的阻抗模型，具体包括：

根据公式(8)、(9)及(10)得到所述柔性直流输电换流器的阻抗模型：

其中，

其中，i₁为A相注入谐波电流信号，i₂为A相注入谐波耦合电流信号，V_s为测量点三相电压的向量形式，I_s为测量点三相电流的向量形式，V_s^*为V_s的共轭，I_s^*为I_s的共轭，w_pu^*为w_pu的共轭，G_pll(s)为锁相环PI控制器传递函数。