【技术实现步骤摘要】
一种适用于VSC的小信号模型建模方法及装置
本专利技术涉及建模
，尤其涉及一种适用于VSC的小信号模型建模方法及装置。
技术介绍
在直流电网中，电压源型换流器(voltagesourceconverter，VSC)作为一种新型直流输电设备，由于具有控制解耦灵活、不需要换相电压、谐波含量小等优点，具有非常好的应用前景。VSC常用控制方法是直流电压控制和基于电流矢量的有功无功独立解耦控制，但当交流系统为弱电网系统时，采用直流电压控制和有功无功双闭环解耦控制的VSC无法稳定运行。针对弱电网系统下VSC在直流电压控制和有功无功双闭环解耦控制下运行不稳定的问题，可通过在并网逆变器中采用虚拟同步控制策略进行解决。目前虚拟同步控制策略的建模方法有：(1)对VSC交流侧母线电压和电流进行Park变换，得到VSC在dq坐标系下的数学模型。(2)通过对交流系统和直流系统接口建模，得到具有一般性的VSC-HVDC小信号动态模型。本专利技术人在实施本专利技术的过程中发现，现有技术中存在以下技术问题：建模方式只针对VSC，不具有普遍适用性；对VSC建模时没有考虑锁相环的动态响应的影响...
【技术保护点】
1.一种适用于VSC的小信号模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：对锁相环进行建模，得到锁相环小信号模型；根据所述锁相环小信号模型对控制系统进行建模，得到控制系统小信号模型；根据所述锁相环小信号模型和所述控制系统小信号模型对功率传输系统进行建模，得到功率传输系统小信号模型。
【技术特征摘要】
1.一种适用于VSC的小信号模型建模方法，其特征在于，包括以下步骤：对锁相环进行建模，得到锁相环小信号模型；根据所述锁相环小信号模型对控制系统进行建模，得到控制系统小信号模型；根据所述锁相环小信号模型和所述控制系统小信号模型对功率传输系统进行建模，得到功率传输系统小信号模型。2.如权利要求1所述的一种适用于VSC的小信号模型建模方法，其特征在于，所述对锁相环进行建模的方法如下：对点电压进行锁相，得到锁相频率；建立锁相环的数学模型；对锁相环的数学模型进行线性化，得到关于功角的小信号模型；根据关于功角的小信号模型建立锁相环小信号模型。3.如权利要求2所述的一种适用于VSC的小信号模型建模方法，其特征在于，所述得到锁相频率的具体方法如下：对PCC点电压Vg经过Clark变换和Park变换得到如下公式(1)和公式(2)：将公式(2)中的uq代入如下公式(3)，得到锁相频率wpll：wpll＝w0-(kpp+kip/s)*uq(3)所述建立锁相环的数学模型的具体方法如下：将公式(1)代入公式(2)，得到如下公式(4)：式中，Vg为PCC点电压，uα、uβ、ud和uq分别为Vg的α轴、β轴、d轴和q轴分量，θ为电压相量的相角，θpll为锁相角，wpll为锁相频率，kpp+kip/s为PI控制器传递函数，w0为交流频率的额定值；根据公式(3)和公式(4)建立锁相环的数学模型。4.如权利要求3所述的一种适用于VSC的小信号模型建模方法，其特征在于，所述对锁相环的数学模型进行线性化，得到关于功角的小信号模型的具体方法如下：通过如下公式(5)得到线路功率传输关系：对公式(5)进行线性化得到公式(6)：公式(6)中，矩阵JPQ的值为如下公式(7)：由公式(6)可得如下公式(8)：由公式(8)可得功角Δδ与有功功率ΔP和无功功率ΔQ之间的数学关系，所述数学关系可由如下公式(9)表达：Δδ＝kPδ×ΔP+kQδ×ΔQ(9)式中，δ是相对于Vs∠0的功角，P为有功功率，Q为无功功率，Vs为交流电源电压幅值，Zs∠φ为PCC到交流电源的线路阻抗，kQδ和kPδ分别为反映相角Δδ与功率ΔP和ΔQ之间线性关系的比例系数。令锁相角θpll对应的锁相功角为Δδpll，将所述锁相环的数学模型中的相角θ和锁相角θpll分别替换为对应的功角Δδ和锁相功角Δδpll，得到锁相环关于功角的小信号模型。5.如权利要求4所述的一种适用于VSC的小信号模型建模方法，其特征在于，所述根据关于功角的小信号模型建立锁相环小信号模型的具体方法如下：将公式(9)代入所述关于功角的小信号模型，得到锁相环小信号模型；所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雁，张东辉，黄迪，李霞林，李鹏飞，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44
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