【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统，特别是一种基于pscad/emtdc的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法。
技术介绍
1、随着新能源场站(风电、光伏)的装机容量在电网中所占比例的增加，其对电网的影响日益显著。新能源电站的并网运行对电网的稳定性、可靠性和可调性至关重要。然而，近年来，由于缺乏无功补偿装置之间的协调控制机制和策略，新能源电站并网点的电压波动较大，并且风电机组和光伏逆变器经常因高低电压而脱离电网。这给新能源电站和电网的安全稳定运行带来了挑战。
2、为了解决这一问题，需要开发和采用先进的无功补偿装置。此外，还需要建立有效的协调控制机制，确保无功补偿装置之间能够相互配合，共同应对电网的动态变化。在传统变压器的基础上增加电力电子调控环节的柔性配电变压器，具备了电压调控和无功补偿等功能。为了进一步优化其性能，需要引入无功补偿协调控制器，柔性配电变压器无功补偿协调控制器能够根据电网需求，动态调整柔性配电变压器串、并联侧的无功功率注入量，以实现最佳的无功补偿效果。
3、在仿真技术方面，电力系统仿真可以采用机电暂态仿真和电磁暂态仿真。机电暂态仿真一般使用psasp或bpa软件，以研究电力系统受到大扰动后的暂态稳定性能和受到小扰动后的静态稳定性能，但其不能对仿真系统进行细致地工程模拟。电磁暂态仿真软件pscad/emtdc将模块化的用户界面与电磁暂态仿真引擎相结合，能够以集成模块的形式建立模型，通过数值计算方法对电力系统中电磁暂态过程进行仿真，准确模拟电力电子器件设备的快速响应性能和控制特性。
>技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于pscad/emtdc的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，依托pscad/emtdc仿真平台构建柔性配电变压器系统仿真模型，包括：三相双绕组变压器仿真模型、串联侧换流器仿真模型、并联侧换流器仿真模型、无功补偿协调控制仿真模型、并联侧换流器控制仿真模型和串联侧换流器控制仿真模型，将以上仿真模型与pscad中构建的含三相交流电源和负荷的交流电网相联，形成投入交流电力系统运行的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真模型。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于pscad/emtdc的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，包括以下步骤：
3、s1、构建三相双绕组变压器仿真模型；
4、s2、构建串联侧换流器主电路仿真模型和并联侧换流器主电路仿真模型；
5、s3、构建无功补偿协调控制仿真模型；
6、s4、构建并联侧换流器控制仿真模型；
7、s5、构建串联侧换流器控制仿真模型；
8、s6、将步骤s1-s5中构建的仿真模型互联并接入交流系统模型中，形成基于pscad/emtdc的一种柔性配电变压器无功补偿协调控制器电磁暂态仿真模型。
9、s1：构建三相双绕组变压器仿真模型。所述三相双绕组变压器仿真模型如图1所示，采用pscad/emtdc软件中三相双绕组变压器(3phase 2winding transformer)，其一次绕组#1经串联接入的串联侧换流器与三相电源侧交流线路high10相连；二次绕组#2为三相双绕组变压器的低压侧，与低压线路low0.4和并联侧换流器连接，为负荷供电以及为并联侧换流器的直流电容器提供能量，从而实现无功补偿控制。绕组#1和绕组#2的连接方式分别为△和y。
10、所述三相双绕组变压器仿真模型中需要设置的关键参数包括：变压器三相额定容量、两侧绕组连接方式、变压器正序漏抗、两侧绕组额定线电压有效值。
11、优选的，所述步骤s2中，所述串联侧换流器主电路仿真模型的构建首先构建h桥子模块，然后将h桥子模块接口串联接入三相交流系统，三个串联于三相交流系统的h桥子模块a、h桥子模块b和h桥子模块c构成串联侧换流器主电路仿真模型；
12、所述并联侧换流器主电路仿真模型的构建首先构建三相桥式换流器，然后将三相桥式换流器并联接入三相双绕组变压器低压侧，形成与交流电网相接的并联侧换流器主电路仿真模型。
13、优选的，所述步骤s2的具体步骤如下：
14、s2.1、构建h桥子模块仿真模型。所述h桥子模块a仿真模型如图2所示，采用pscad/emtdc软件中电力电子开关igbt和二极管(power electronic switch-igbt&diode)、单相电压源模型(single phase voltage source model)构建h桥子模块；在h桥子模块a中，sea_g1、sea_g2、sea_g3、sea_g4表示全控功率开关器件igbt控制信号，vd2表示受控电压源外部控制信号，id2a为h桥子模块直流侧电流，seaig表示h桥子模块串联连接线路电流信号，seavse表示h桥子模块串联接入点两端电压信号，seail表示经滤波电路后的连接线电流信号；
15、s2.2、构建串联侧换流器主电路仿真模型，所述串联侧换流器主电路仿真模型如图3所示，按照步骤s2.1搭建h桥子模块b和h桥子模块c仿真模型，三个串联于交流系统的h桥子模块a、h桥子模块b和h桥子模块c，完成所述串联侧换流器仿真模型的建立；h桥子模块a串联连接线分别与三相交流系统a相和三相双绕组变压器高压侧绕组#1的a相相连；h桥子模块b串联连接线分别与三相交流系统b相和三相双绕组变压器一次绕组#1的b相相连；h桥子模块c串联连接线分别与三相交流系统c相和三相双绕组变压器一次绕组#1的c相相连；通过步骤s2.1和s2.2形成与三相双绕组变压器和三相电源侧相连的串联侧换流器主电路仿真模型；
16、所述串联侧换流器主电路仿真模型需要设置的关键参数包括：反并联二极管和全控功率开关器件igbt的通态电阻、关断电阻、正向击穿电压、反向击穿电压；滤波电路中滤波电感和滤波电容。
17、s2.3、构建三相桥式换流器仿真模型。所述三相桥式换流器仿真模型如图4所示，采用pscad/emtdc软件中电力电子开关igbt和二极管(power electronic switch-igbt&diode)、单相电压源模型(single phase voltage source model)构建三相桥式换流器；在三相桥式换流器仿真模型中，shunt_g1、shunt_g2、shunt_g3、shunt_g4、shunt_g5、shunt_g6表示全控功率开关器件igbt输入控制信号，id1表示受控电流源外部控制信号，vd1表示直流电容电压，vg表示三相桥式换流器并网点电压，ig表示并网连接线路电流，il表示经滤波电路后的连接线电流。
18、s2.4、构建并联侧换流器主电路仿真模型，所述并联侧换流器主电路仿真模型如图5所示，将步骤s2.3构建的三相桥式换流器并网点并入三相双绕组变压器低压侧，形成投入交流系统的运行的并联侧换流器主电路仿真模型；
19、所述并联侧换本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于PSCAD/EMTDC的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基于PSCAD/EMTDC的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述串联侧换流器主电路仿真模型的构建首先构建H桥子模块，然后将H桥子模块接口串联接入三相交流系统，三个串联于三相交流系统的H桥子模块A、H桥子模块B和H桥子模块C构成串联侧换流器主电路仿真模型；
3.根据权利要求2所述一种基于PSCAD/EMTDC的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述一种基于PSCAD/EMTDC的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，其特征在于，所述步骤S3采用PSCAD软件中PI控制器、限幅函数构建无功补偿协调控制仿真模型；总的无功功率指令值经过限幅函数后得到并联侧换流器无功功率参考值，并联侧换流器无功功率参考值与实际值作差后经过PI控制器得到并联侧换流器参考信号Qsh；总的无功功率指令值与并联侧无功功率参考
5.根据权利要求1所述一种基于PSCAD/EMTDC的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述一种基于PSCAD/EMTDC的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，其特征在于，步骤S5具体包括以下步骤：
7.根据权利要求1所述一种基于PSCAD/EMTDC的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，其特征在于，所述步骤S6中，在柔性配电变压器系统的原、副边侧连接有等值的交流电网系统，所述交流电网系统中包含三相交流电源、输电线路、柔性配电变压器和负荷；采用PSCAD/EMTDC软件中三相电压源模型作为三相交流电源、电阻和电感的串联模拟输电线路和线对地固定负载模拟负荷。
...【技术特征摘要】
1.一种基于pscad/emtdc的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种基于pscad/emtdc的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述串联侧换流器主电路仿真模型的构建首先构建h桥子模块，然后将h桥子模块接口串联接入三相交流系统，三个串联于三相交流系统的h桥子模块a、h桥子模块b和h桥子模块c构成串联侧换流器主电路仿真模型；
3.根据权利要求2所述一种基于pscad/emtdc的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，其特征在于，所述步骤s2的具体步骤如下：
4.根据权利要求1所述一种基于pscad/emtdc的柔性配电变压器无功补偿协调控制器仿真建模方法，其特征在于，所述步骤s3采用pscad软件中pi控制器、限幅函数构建无功补偿协调控制仿真模型；总的无功功率指令值经过限幅函数后得到并联侧换流器无功功率参考值，并联侧换流器无功功率参考值与实...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹细妺，汪进锋，郭国伟，刘柱，叶万余，洪锐缓，韩磊，黎阳羊，龚德煌，唐爱红，冷文凯，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司佛山供电局，
类型：发明
国别省市：
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