一种VSC‑HVDC系统类同步机控制器设计方法与流程

技术特征：

1.一种能够提高交直流系统遭受扰动后的暂态稳定性的VSC-HVDC系统类同步机控制器设计方法，其特征在于，包括：

建模步骤，建立VSC-HVDC系统的双机等值模型，双机等值模型包括逆变端以及整流端；

设计步骤，设计类同步机控制器。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述建模步骤中双机等值模型为将VSC-HVDC系统的逆变端的特性用同步发电机模拟，VSC-HVDC系统的整流端的特性用同步电动机模拟。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述类同步机控制器包括逆变侧控制器以及整流侧控制器。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述逆变端的特性为模拟同步发电机的一次调频特性以及一次调压特性；整流端的特性为模拟同步电动机的一次调频特性以及一次调压特性。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述VSC-HVDC系统的双机等值模型为：

其中，R_s、L_s分别为三相主电路等效电阻和等效电抗，i_m-abc＝[i_ma,i_mb,i_mc]^T为交流系统三相电流，V_m-abc＝[V_ma,V_mb,V_mc]^T为交流系统三相电压，M_m、M_g分别为电动机和发电机的等效励磁场强，ω_m、ω_g分别为电动机和发电机的等效转子角速度，θm、θ_g分别为电动机和发电机的等效转子角加速度，J_m、J_g分别为电动机和发电机的转子的转动惯量，<.,.>表示两个向量之间的内积，T_mm、T_gm分别为电动机和发电机的机械转矩，D_mp、D_gp分别为电动机和发电机的电压下垂系数，V_g-abc为逆变端电压，C_dc为直流电容、V_d1、V_d2分别为整流侧和逆变侧直流电压，i_cc为直流电流，R_d为直流电阻，L_d为直流电感。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述逆变端通过频率下垂控制和电压下垂控制得到逆变侧控制器，整流端通过频率下垂控制和电压下垂控制得到整流侧控制器；频率下垂控制为P/f下垂控制，电压下垂控制为Q/V下垂控制。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述逆变端的机械转矩参考值由有功功率与有功功率参考值的偏差经PI调节产生。

8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述整流端的机械转矩参考值由直流电压与直流电压参考值的偏差经PI调节产生。

9.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述频率下垂控制的表达式为：T_gm＝T_gm-ref+D_gp(ω_n-sθ_g)，T_gm、T_gm-ref分别为发电机的机械转矩和机械转矩参考值，D_gp为同步发电机的静态频率下垂系数，ω_n为自然振荡频率，s为转差率，θ_g为转子角，P_g为有功功率，P_g、P_g-ref分别为有功功率和有功功率参考值，分别为PI控制器中的比例和积分系数。

10.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述电压下垂控制的表达式为：Q_gm＝Q_g-ref+D_gq(V_g-ref-V_g)，Q_gm、Q_g-ref分别为整流侧无功及无功参考值，D_gq为同步发电机电压下垂系数，V_g、V_g-ref分别为整流侧三相交流电压有效值及参考值，V_ga、V_gb以及V_gc分别为整流侧a，b，c的三相交流电压。