【技术实现步骤摘要】
一种VSC多尺度暂态建模方法
本专利技术是关于一种VSC多尺度暂态建模方法，属于电力系统暂态仿真领域。
技术介绍
随着电力系统的发展和风力发电并网方法的应用，大规模风电并网运行已成为现实。然而，大规模风电接入电网给电力系统运行带来诸多问题，例如电压稳定性、电能质量、故障穿越等，为方便分析和解决风电并网所面临的技术问题，电力系统暂态仿真已成为开展风电并网研究的一种重要手段。电力系统暂态仿真一般分为电磁暂态仿真和机电暂态仿真两类，若对大规模风电并网进行电磁暂态仿真，需要对电力电子装置详细建模，则仿真计算规模将超过传统意义上的大型电力系统仿真。另一方面，模拟风电并网对电网稳定性及安全性等方面的影响一般采用机电暂态模型，然而该类模型因过度忽略电力系统的快速动态特性而无法对其进行模拟。因此，采用相互独立的机电暂态仿真和电磁暂态仿真均无法满足风电并网多尺度暂态特性仿真的要求。另外，随着大规模风电场通过HVDC(高压直流输电)并网，一般采用电磁暂态模型模拟直流系统，采用机电暂态模型模拟交流系统，从而达到仿真风电并网多尺度暂态特性的目的，但是，这样会面临两类模型控制程序接口复杂，...
【技术保护点】
1.一种VSC多尺度暂态建模方法，其特征在于，包括以下内容：采用对称分量法，对VSC锁相环检测的三相电压和三相电流进行移频相量‑DQ量变换，构建锁相环移频相量模型，并提取模型构建中的正负序DQ电压分量和电流分量；根据正负序DQ电压分量和电流分量，通过控制系统的外环有功和无功控制以及内环电流解耦控制，得到控制系统的正负序DQ控制变量；将控制系统的正负序DQ控制变量分别作为VSC交流侧等效受控电压源和VSC直流侧等效直流源的正负序DQ控制变量；对该正负序DQ控制变量进行移频相量‑DQ量反变换，构建VSC交流侧等效受控电压源移频相量模型；基于VSC两侧功率平衡关系，根据该正负序D...
【技术特征摘要】
1.一种VSC多尺度暂态建模方法，其特征在于，包括以下内容：采用对称分量法，对VSC锁相环检测的三相电压和三相电流进行移频相量-DQ量变换，构建锁相环移频相量模型，并提取模型构建中的正负序DQ电压分量和电流分量；根据正负序DQ电压分量和电流分量，通过控制系统的外环有功和无功控制以及内环电流解耦控制，得到控制系统的正负序DQ控制变量；将控制系统的正负序DQ控制变量分别作为VSC交流侧等效受控电压源和VSC直流侧等效直流源的正负序DQ控制变量；对该正负序DQ控制变量进行移频相量-DQ量反变换，构建VSC交流侧等效受控电压源移频相量模型；基于VSC两侧功率平衡关系，根据该正负序DQ控制变量和VSC交流侧等效受控电压源移频相量模型，构建VSC直流侧等效直流源移频相量模型；根据锁相环移频相量模型、VSC交流侧等效受控电压源移频相量模型和VSC直流侧等效直流源移频相量模型，构建VSC移频相量电磁与机电多尺度暂态模型。2.如权利要求1所述的一种VSC多尺度暂态建模方法，其特征在于，采用对称分量法，对VSC锁相环检测的三相电压和三相电流进行移频相量-DQ量变换，构建锁相环移频相量模型，并提取模型构建中的正负序DQ电压分量和电流分量，具体过程为：对VSC的控制系统中锁相环检测的三相电压和三相电流分别依次进行希尔伯特变换和移频相量变换，得到三相电压和三相电流的移频相量；采用对称分量法，对三相电压和三相电流的移频相量进行移频相量-DQ量变换，构建VSC锁相环移频相量模型，并提取模型构建中的正负序DQ电压分量和电流分量，其中，移频相量-DQ量变换为：3.如权利要求2所述的一种VSC多尺度暂态建模方法，其特征在于，对VSC的控制系统中锁相环检测的三相电压和三相电流分别依次进行希尔伯特变换和移频相量变换，得到三相电压和三相电流的移频相量，具体过程为：VSC的控制系统中锁相环检测的a相电压va(t)为：式中，t为时间变量，A(t)为因扰动或故障而随时间波动的电压幅值，w0为电网基频，Δw(t)为a相电压所含角频率的偏差，为初始相位角且为定值；由于a相电压所含角频率的偏差Δw(t)，a相电压的相位角差累计为μ为积分变量，取值区间为[0，t]，则：va(t)＝A(t)cos[w0t+Δδu(t)](3)对公式(3)进行希尔伯特变换得到a相电压的解析变量va(t)：对公式(4)进行移频相量变换得到a相电压的移频相量D[va(t)]：D[va(t)]＝Vu_R(t)+jVu_I(t)＝A(t)[cos(Δδu(t))+jsin(Δδu(t))](5)式中，Vu_R(t)和Vu_I(t)为a相电压的模域分解值，根据公式(5)得到如下关系式：根据上述a相电压移频相量D[va(t)]的推导过程，得到b相电压的移频相量D[vb(t)]和c相电压的移频相量D[vc(t)]：式中，vb(t)为b相电压的解析变量，Vu_R(t)和Vv_I(t)为b相电压的模域分解值，Δδv(t)为b相电压的相位角度差，vc(t)为c相电压的解析变量，Vw_R(t)和Vw_I(t)为c相电压的模域分解值，Δδw(t)为c相电压的相位角度差；根据上述三相电压的移频相量的推导过程，得到三相电流的移频相量：式中，D[ia(t)]为a相电流的移频相量，Iu_R(t)和Iu_I(t)为a相电流的模域分解值，D[ib(t)]为b相电流的移频相量，Iv_R(t)和Iv_I(t)为b相电流的模域分解值，D[ic(t)]为c相电流的移频相量，Iw_R(t)和Iw_I(t)为c相电流的模域分解值。4.如权利要求3所述的一种VSC多尺度暂态建模方法，其特征在于，采用对称分量法，对三相电压和三相电流的移频相量进行移频相量-DQ量变换，构建锁相环移频相量模型，并提取模型构建中的正负序DQ电压分量和电流分量，具体过程为：采用对称分量法，由a相电压的解析变量va(t)得到a相电压的正序分量式中，α为相量旋转复系数，且对公式(10)进行移频相量变换得到a相电压的正序移频相量将公式(5)、(7)和(8)代入公式(11)中得到a相电压的正序移频相量式中，Vu_R为a相电压的移频相量实部，Vu_I为a相电压的移频相量虚部，Vu_R为b相电压的移频相量实部，Vv_I为b相电压的移频相量虚部，Vw_R为c相电压的移频相量实部，Vw_R为c相电压的移频相量虚部；根据上述a相电压的正序移频相量计算过程，得到b相电压的正序移频相量和c相电压的正序移频相量因此，三相电压正序移频相量的实部和虚部与正序DQ分量的关系为：式中，与为三相电压的正序DQ分量；根据上述三相电压的正序移频相量与正序DQ分量关系的推导过程，得到三相电压负序移频相量的实部和虚部与负序DQ分量的关...
【专利技术属性】
技术研发人员：乐波，厉璇，陈东，梅念，叶华，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网经济技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。