[发明专利]构网型变流器控制参数整定方法及装置

说明书

本申请公开了一种构网型变流器控制参数整定方法及装置，其中，方法包括：求解第一当前控制环节的闭环传递函数，利用劳斯判据得到预设稳定性要求下有功‑频率外环控制参数应满足的不等式约束，求解预设动态性能要求下的不等式约束，以整定有功‑频率外环控制参数；求解第二当前控制环节的闭环传递函数，以整定无功‑电压外环控制参数；根据变流器电感确定虚拟电感和虚拟电阻的参数选取范围，以整定虚拟阻抗控制参数；求解第三当前控制环节的闭环传递函数，求解预设动态性能要求下电流内环控制参数应满足的等式约束，以整定电流内环控制参数。由此，解决了相关技术中，基于经验或试错进行参数整定的效率较低，且难以找到最优的控制参数的技术问题。

技术领域

本申请涉及电力系统分析与控制技术领域，特别涉及一种构网型变流器控制参数整定方法及装置。

背景技术

电力系统在输电、配电、用电侧都呈现出明显的“高比例电力电子”特征，电力电子变流器并网策略一般分为跟网型和构网型两种。其中，跟网型控制策略提出较早，在电力系统中的应用也最为广泛，但跟网型控制依赖锁相环跟踪电网电压相位，在弱电网条件下容易引发电磁振荡问题；且跟网型控制不具备传统同步机组的惯性特征。

针对上述问题，一些研究中提出了构网型控制策略，该策略不依赖锁相环，能够自己建立电压和频率，在弱电网中也具有很好的稳定性。构网型控制策略中比较典型的策略就是模拟传统同步机转子运动方程的虚拟同步机控制。

目前，对于构网型变流器的研究主要集中于分析、改善其控制性能，而对参数整定的研究比较少，相关技术中，可以基于经验或试错进行参数整定，不仅整定效率比较低，并且难以找到最优的控制参数，无法实现稳定性和控制动态性能的兼顾，有待改进。

发明内容

本申请提供一种构网型变流器控制参数整定方法及装置，以解决相关技术中，基于经验或试错进行参数整定，整定效率较低，并且难以找到最优的控制参数，以实现稳定性和控制动态性能兼顾的技术问题。

本申请第一方面实施例提供一种构网型变流器控制参数整定方法，包括以下步骤：求解第一当前控制环节的闭环传递函数，并利用劳斯判据得到预设稳定性要求下有功-频率外环控制参数应满足的不等式约束，求解预设动态性能要求下所述有功-频率外环控制参数应满足的不等式约束，以整定所述有功-频率外环控制参数；求解第二当前控制环节的闭环传递函数，并利用所述劳斯判据得到所述预设稳定性要求下无功-电压外环控制参数应满足的不等式约束，以整定所述无功-电压外环控制参数；根据变流器电感确定虚拟电感和虚拟电阻的参数选取范围，以整定虚拟阻抗控制参数；以及求解第三当前控制环节的闭环传递函数，并利用所述劳斯判据得到所述预设稳定性要求下电流内环控制控制参数应满足的不等式约束，求解所述预设动态性能要求下所述电流内环控制参数应满足的等式约束，以整定所述电流内环控制参数。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述第一当前控制环节的闭环传递函数为：

其中，U为变流器出口电压，E_q为变流器开关器件输出电压，T_J为等效惯性时间常数，D_p为第一阻尼系数，K_f为频率调节效应系数，X_s为变流器总电抗，s为拉普拉斯算子。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述有功-频率外环控制参数应满足的不等式约束包括：

第一稳定性约束：

和，第一动态性能约束：

其中，ζ为第二阻尼系数。

可选地，在本申请的一个实施例中，所述第二当前控制环节的闭环传递函数为：