[发明专利]弱电网连接下电压源型换流器电压前馈环节作用分析方法

权利要求书

1.弱电网连接下电压源型换流器电压前馈环节作用分析方法，其特征是，包括：

根据弱电网连接下的电压源型换流器典型拓扑建立数学模型；

根据电压源型换流器典型拓扑，建立dq坐标系下电压源型换流器的主电路模型；

根据电流环dq坐标系下各分量与其参考值之间的关系得出：

dq轴电流分量与其参考值之间的关系转化为典型的单位反馈系统，其稳定性仅取决于开环增益G₀，即将高维数的状态空间方程转化成简单的一维传递函数模型；

G₀＝G_ωq0-G_sd0-G_ωq0G_sd0+G_ωd0G_sq0；

考虑到并网电压源型换流器采用单位功率因数控制方法，则不采用电网前馈控制下的开环传递函数可以进一步化简；

G₀＝G₁G_couple；

其中：

根据开环传递函数G₀，使用控制理论中的稳定性分析方法，根据伯德图或奈奎斯特判据即可直接分析不含电压前馈环节并网电压源型换流器控制的稳定性，根据开环传递函数G₀，即可直接分析电压前馈环节对电流环稳定性产生的影响；

将数学模型线性化，得到弱电网连接条件下的电压源型换流器的小信号数学模型；

将小信号数学模型进行化简，得到能够表征电流环电流扰动与其输出电压扰动之间影响的单输入单输出的解析传递函数，即将电压前馈环节对电压源型换流器控制稳定性的影响直接表达为单独的开环传递函数；

根据得到的传递函数，分析电网电压前馈环节对弱网连接下电压源型换流器稳定影响。

2.如权利要求1所述的弱电网连接下电压源型换流器电压前馈环节作用分析方法，其特征是，根据弱电网连接下的电压源型换流器典型拓扑建立数学模型之前需要作如下假设，具体为：

控制环节延时相对电流环时间常数可忽略，近似认为其传递函数G_d≈1；

外环控制较慢，认为其对内环控制的扰动响应较慢，忽略外环控制动态影响，Δu_dc≈0。

3.如权利要求2所述的弱电网连接下电压源型换流器电压前馈环节作用分析方法，其特征是，建立dq坐标系下电压源型换流器的控制模型，以及控制坐标系与主电路坐标系之间转换关系模型。

4.权利要求1所述的弱电网连接下电压源型换流器电压前馈环节作用分析方法，其特征是，建立电压源型换流器并网系统调制模型。

5.如权利要求3所述的弱电网连接下电压源型换流器电压前馈环节作用分析方法，其特征是，将电压源型换流器的主电路参数数学模型与控制系统数学模型线性化，并应用前述假设，得到电流dq轴分量Δi_d、Δi_q与其参考值之间的关系。