【技术实现步骤摘要】
一种计及逆变电源控制系统非线性特征的故障暂态电流解析方法
本专利技术涉及电力系统分析
，尤其涉及一种计及逆变电源控制系统非线性特征的故障暂态电流解析方法。
技术介绍
目前，新能源的接入导致电力系统故障特性发生了根本性改变，新能源交流送出侧存在保护配置的必要需求，鉴于逆变电源故障特征微弱，持续时间短的特点，基于新能源暂态波形时频信息的保护新原理受到了极大的关注。逆变电源故障暂态特性主要取决于控制系统的暂态响应，然而现有逆变电源故障分析方法并未从定量层面深入考虑控制系统中客观存在的非线性环节，导致故障特性刻画不够准确，难以满足新能源交流送出侧的保护需求。其关键症结在于故障暂态期间，逆变电源输出电流处于控制响应时间尺度，各个控制环节共同决定了时域电流特征，而复杂控制系统中由于锁相环坐标变换环节与控制器饱和环节的存在，会导致变换器的暂态输出呈现显著的非线性特征。控制系统中的各控制响应单元是调节闭环误差的重要环节，其故障暂态期间的响应将对逆变器输出电流起决定性作用，但是常规基于线性解析的短路电流分析方法在等值过程...
【技术保护点】
1.一种计及逆变电源控制系统非线性特征的故障暂态电流解析方法，其特征在于，所述方法包括：/n步骤1、首先根据新能源电源控制系统锁相环控制响应，计算得到故障暂态期间锁相环动态响应下的暂态电流；/n步骤2、根据故障暂态期间电流环dq轴控制器的工作状态，对故障暂态过程进行分段处理；其中，所述电流环dq轴控制器的工作状态包括：dq轴控制器均不饱和、仅d或q轴控制器饱和、dq轴控制器均饱和；/n步骤3、根据步骤2所划分出的各个故障暂态阶段电流环dq轴控制器的响应，基于分段等值实现逆变电源控制系统非线性特征下的故障全暂态电流解析。/n
【技术特征摘要】
1.一种计及逆变电源控制系统非线性特征的故障暂态电流解析方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1、首先根据新能源电源控制系统锁相环控制响应，计算得到故障暂态期间锁相环动态响应下的暂态电流；
步骤2、根据故障暂态期间电流环dq轴控制器的工作状态，对故障暂态过程进行分段处理；其中，所述电流环dq轴控制器的工作状态包括：dq轴控制器均不饱和、仅d或q轴控制器饱和、dq轴控制器均饱和；
步骤3、根据步骤2所划分出的各个故障暂态阶段电流环dq轴控制器的响应，基于分段等值实现逆变电源控制系统非线性特征下的故障全暂态电流解析。
2.根据权利要求1所述计及逆变电源控制系统非线性特征的故障暂态电流解析方法，其特征在于，所述步骤1的过程具体为：
首先分别列写新能源电源控制系统在dq参考坐标系下逆变器端口电压方程，如下公式(1)所示，以及电流环控制方程，如下公式(2)所示：
式中，u，e，i分别表示逆变器端口输出电压、并网点电压及并网电流；下标d，q表示对应dq轴分量；上标“*”表示相应的指令值；R和L分别为逆变器端口到并网点间的等效电阻与电感；kp和ki分别为电流环的比例、积分系数；ωcL表示电流环补偿项；下标c表示补偿；ωPLL表示锁相环输出角频率；
然后消去式(1)与式(2)中的电压相关项，并对所得方程微分得到关于dq轴电流的二阶动态响应方程，表示为：
式中，Δω＝ωc-ωPLL表示新能源电源控制系统补偿项与实际电气耦合项在故障暂态期间的角频率误差，在故障暂态期间为随时间变化的系数；
假定故障暂态期间锁相环的输出频率不为工频，且不发生变化，相当于Δω在故障暂态期间保持为常数，从而利用方程间的线性变换对式(3)中的id，iq进行解耦：
式中，α、β、ρ、ξ、A1～A5、λ1、λ2、μ1、μ2均为由控制参数所决定的常系数，具体的表达式为：α+jβ＝-0.5{A1-jA3+[(A1-jA3)2-4A2]1/2}，λ1+jμ1＝lnC1，γ+jδ＝-0.5{A1-jA3-[(A1-jA3)2-4A2]1/2}，λ2+jμ2＝lnC2,ρ+jξ＝ln[(A4+jA5)/A2]，A1＝(R+kp)/L，A2＝ki/LA3＝Δω，
C1，C2为任意常数，可根据逆变器故障时刻输出电流及其导数值求得；
当考虑实际过程中锁相环的输出频率为随时间变化的函数时，即：
Δω(t)＝ωc-ωPLL(t)为变化系数；
因此式(3)将变为二维二阶变系数微分方程，为有效求解适用于逆变电源故障分...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾科，刘浅，毕天姝，秦红霞，丁晓兵，
申请(专利权)人：华北电力大学，北京四方继保自动化股份有限公司，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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