[发明专利]基于换流器并网阻抗模型的故障穿越性能分析方法

说明书

本发明提供的基于换流器并网阻抗模型的故障穿越性能分析方法，以内环为DQ电流控制和外环为直流电压控制，且采用消除故障电压扰动的锁相环的三相电压源换流器为例，同时考虑多重耦合影响和控制结构的多样性，通过换流器并网阻抗模型的建模，构建电路模型以便于分析电网故障条件下换流器的交‑直流电路互连特性，并以单电流控制单元结构和双电流控制单元结构为例，说明采用不同控制策略时的并网序阻抗计算方法，以及基于该序阻抗计算基本扰动分量特性，进而评估换流器故障穿越性能。

【技术领域】

本发明涉及电气工程中的换流器技术，尤其涉及基于换流器并网阻抗模型的故障穿越性能分析方法。

【背景技术】

并网换流器的电能质量在电网故障情况下会急剧恶化。如文献[1]“M.Castilla，J.Miret，J.L.Sosa，J.Matas，and L.G.de Vicu～na，“Grid-fault control scheme forthree-phase photovoltaic converters with adjustable power qualitycharacteristics，”IEEE Trans.Power Electron.，vol.25，no.12，pp.2930-2940，Dec.2010.”和文献[2]“H.Chen，H..Lee，P.Cheng，R.Teodorescu，and F.Blaabjerg，“Alow-voltage ride-through technique for grid-connected converters with reducedpower transistors stress，”IEEE Trans.Power Electron.，vol.31，no.12，pp.8562-8571，Dec.2016.”中，换流器交流和直流侧电路中电流谐波失真增加是典型的不利影响.之一。

为了降低谐波分量，目前通常采用基于分量分离的双电流控制结构分别调节正序基波分量和负序分量。迄今已提出各类基于此控制结构的控制方案，以提高换流器故障穿越性能。

例如，文献[2]文章提出了一种支持交流电压、降低直流电压纹波的基波和负序电流注入方法。

文献[3]“S.Mortazavian，M.M.Shabestary，and Y.A.-R.I.Mohamed，“Analysisand dynamic performance improvement of grid-connected voltage-sourceconverters under unbalanced network conditions，”in IEEE Trans.PowerElectron.，vol.PP，no.99，pp.1-1，doi：10.1109/TPEL.2016.2633994.”中，介绍了并网式变结构控制系统的故障动力学建模和分析。

在文献[4]“A.Moawwad，M.S.El Moursi，W.Xiao，and J.L.Kirtley，“Novelconfiguration and transient management control strategy for VSC-HVDC，”IEEETrans.Power Syst.，vol.29，no.5，pp.2478-2488，Sep.2014.”和文献[5]“A.Moawwad，M.S.El Moursi，andW.Xiao，“Advanced fault ride-through management scheme forVSC-HVDC connecting offshore wind farms，”IEEE Trans.Power Syst.，vol.31，no.6，pp.4923-4934，Nov.2016.”中，讨论了实现并联和串联补偿的重构方案和控制策略。