【技术实现步骤摘要】
基于频率响应法的并网VSC与电网交互作用分析方法
[0001]本专利技术属于电力系统运维
，特别是涉及到一种基于频率响应法的并网VSC与电网交互作用分析方法。
技术介绍
[0002]气候变化已成为目前人类社会共同面临的重大的环境与发展挑战之一，电力系统将在能源低碳化转型中发挥着至关重要的引领和支撑作用。世界各国都在高速发展以风电、光伏为代表的新能源发电技术，电网内新能源发电占比将不断提高。区别于传统同步机组，新能源电源需经并网变流器(Voltage Source Converter，VSC)接入电网，并网变流器VSC增强了新能源发电系统的可控性的同时，其多时间尺度级联控制使得电力系统在扰动后的动态过程异常复杂。深入研究机电时间尺度下并网变流器的动态特性，及分析在机电动态过程中并网变流器与交流电网之间交互作用，对于保证大规模新能源并网后电力系统安全运行具有重要意义。
[0003]对于大规模新能源机组并网后系统机电振荡的研究，目前多集中于新能源发电系统的线性化状态空间建模方面，并将建立的状态空间模型与交流系统小信号...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.基于频率响应法的并网变流器VSC与电网交互作用分析方法，其特征是：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行,步骤一、建立并网变流器VSC与交流电网连接的拓扑结构及对应的控制系统，获得并网变流器VSC与交流电网连接构成的系统：
①
风电机组经整流器整流后的直流功率经直流电容稳压，再由并网变流器VSC以及滤波电抗馈入至交流电网，获得并网变流器VSC与交流电网连接的拓扑结构；
②
建立与所述拓扑结构对应的控制系统，拓扑结构与对应的控制系统组成并网变流器VSC与交流电网连接构成的系统，控制系统对交流电网侧的VSC采用电压外环和电流内环相结合的d
‑
q解耦的双闭环控制结构实现电网电压定向的矢量控制，其中d轴电流为有功电流、q轴电流为无功电流，利用d轴电流控制输送至交流电网的有功功率，利用q轴电流控制流向交流电网的无功功率；其中，d轴电流的外环由直流电压控制，d轴电流的输出为d轴电流的参考值与d轴实际电流偏差值；q轴电流的外环由交流电压控制，q轴电流的输出为q轴电流的参考值与q轴实际电流偏差值；步骤二、获得交流电网侧小扰动下并网变流器VSC的有功输出和无功输出线性化后的小信号模型：通过a、b、c三个条件简化并网变流器VSC与交流电网连接构成的系统的分析过程，a.直流侧功率维持恒定；b.忽略并网变流器VSC内部损耗；c.并网变流器VSC与交流电网连接的公共连接点电压在机电过程中始终与d轴重合；依据瞬时功率理论可知，在q轴电压为0的情况下，并网变流器VSC的出口有功功率和无功功率满足：式中，P为并网变流器VSC出口的有功功率；Q为并网变流器VSC出口的无功功率；v
pcc
为并网变流器VSC与交流电网公共连接点处的交流电压；i
d
为d轴电流；i
q
为q轴电流；交流电网侧小扰动下，对式(1)在系统稳态运行点处线性化，则有：式中，ΔP为有功功率P的变化量；ΔQ为无功功率Q的变化量；Δv
pcc
为并网点交流电压v
pcc
的变化量；V
pcc0
为并网点交流电压v
pcc
的稳态值；I
d0
为d轴电流的稳态分量；I
q0
为q轴电流的稳态分量；Δi
d
为d轴电流的变化量；Δi
q
为q轴电流的变化量；在控制系统作用下，并网变流器VSC与交流电网公共连接点处的电压存在交互作用，从而利用此特性对式(2)进行简化，控制系统中的各控制器内环电流与其相应参考值之间满足：
式中，G
id
(s)为d轴电流内环的PI控制器；G
iq
(s)为q轴电流内环的PI控制器；Δi
dref
为Δi
d
的参考值；Δi
qref
为Δi
q
的参考值；k
p_id
为d轴电流环的比例增益；k
i_id
为d轴电流环的积分增益；k
p_iq
为q轴电流环的比例增益；k
i_iq
为q轴电流环的积分增益；L为拉氏变换算子；s为复频率；进一步，d轴和q轴电流参考值变化量与外环相应控制量之间的关系，满足：式中，G
udc
为直流电压外环PI控制器传递函数...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨德友，王丽馨，姜超，曹志冲，贾淞越，蔡国伟，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司电力科学研究院国网山东省电力公司，
类型：发明
国别省市：
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