一种电压源型换流器定直流电压控制器参数的计算方法_4

文档序号:9930677阅读:来源:国知局
外环定有功功率和定无功功率控制的参考值。
[0213] 如图4所示,所述步骤V等效直流系统模型包括:依次连接的定直流电压控制站、等 效直流输电线路模型和等效定有功功率控制站;
[0214] 所述定直流电压控制站的等效电容与所述等效直流输电线路模型的电容心和串 联的等效电阻RdCTir、等效电感L dCTir并联,所述等效直流输电线路模型的电容(:2与等效定有 功功率控制站的等效电容Cvir和受控电流源i Vir并联。
[0215] 定直流电压控制站包括:并联的受控电流源idl和等效电容(^1;
[0216]所述受控电流源idl用下式计算:
(24)
[0218] 其中,pu表示注入定直流电压控制站的有功功率,udd表示定直流电压控制站输出 的直流电压;
[0219] 所述等效直流输电线路模型包括首尾依次连接的电容Q、等效电阻RdCTir、等效电 感Ldcvir和电容C2;
[0220]所述电容&和&分别用下式计算:
(25)
[0222] 其中,Cd(3q表示分布等效电容,所述分布等效电容Cd(3q用下式计算:
[0223] Cdeq=lI;*c (26)
[0224] 式中,I2表示输电线路的总长度,c表示线路单位等效电容;
[0225] 所述等效电阻RdCTir用下式计算:
(27)
[0227] 式中IdcQ1N表示定直流电压控制站1直流侧额定电流的稳态值,PdclossN表示额定状 态下直流输电线路的总损耗;
[0228] 所述等效电感Ldcvir用下式计算:
(28)
[0230] 式中,r和1为直流线路单位长度的等效电阻和电感;
[0231] 所述等效定有功功率控制站包括:用导线连接的等效定有功功率控制站的等效电 容Cvir和注入直流系统的等效功率Pvir ;
[0232]所述等效电容Cvir用下式计算:
[0233] Cvir = f;Ceqi. (29)
[0234] 所述注入等效直流系统的等效功率Pvir用下式计算:
[0235] ^r=X^c〇! (30) ?:-2
[0236] 其中,N表示系统包括N个换流器,PdMi为第i个功率站注入等效直流系统的稳态功 率。
[0237] 如图5所示,所述步骤V等效直流系统小干扰模型包括:首尾依次连接的定直流电 压控制站戴维南模型的受控电流源icKkd、定直流电压控制站戴维南模型的输出阻抗Zodd (S)、等效直流输电线路模型的输出阻抗ZdCTir(S)、等效定有功功率控制站戴维南模型的输 出阻抗ZOTlr(S)和等效定有功功率控制站戴维南模型的受控电流源
[0238]所述输出阻抗Zodca (s)用下式计算:
[0240] 所述输出阻抗ZdCTir(s)用下式计算:
[0241] Zdcvir ( S ) = LdcvirS+Rdcvir (32)
[0242] 所述输出阻抗ZOTir(S)用下式计算:
(33)
[0244] 其中,A'(s)表示分母特征多项式A(s)叠加等效电容Ci后的定直流电压站特征多 项式,B'(s)表示定功率站的特征多项式B(s)叠加了等效电容&后的表达式,R dCTir表示等效 直流输电线路模型的等效电阻,LdCTir表示等效直流输电线路模型的等效电感,s表示拉普拉 斯算子,C '( s)表示定直流电压控制站输出阻抗的分子多项式,D '( s)表示等效定功率控制 站输出阻抗的分子多项式;
[0245] 所述△'(幻、8'(8)、(:'(8)和0'(8)用下式计算 :
[0247] 其中,Cseql = Ceu+Q,Cseq2 = Cvir+C2;
[0248] 式中,〇^1、1^1、11(]。()1、1(]。()1、1^1、1]1111、1^1、13(]()1表不为定直流电压控制站相关的量, (^< 12、1]<^^、1<1。()2、1^2、^/1,、1^ 2表示等效定有功功率控制站戴维南模型与等效直流输电线 路模型的物理量;
[0249] 所述等效直流系统小干扰模型的特征方程用下式表示:
[0250] A'(s)B'(s)Zdcvir(s)+A'(s)D'(s)+B'(s)C'(s)=0 (35)
[0251] 忽略换流器交流侧的等效电阻Req、等效电感Uq、直流电流I _、d轴电流I sdQ的影响 以及忽略s3次方及以上高阶项的影响,简化后的所述等效直流系统小干扰模型的特征方程 用下式表示:
[0253] 其中,s为拉普拉斯算子,kld。表示定直流电压站控制器积分系数,kPd。表示定直流 电压站控制器比例系数;
[0254] 步骤VI计算电压源型换流器定直流电压控制器的参数积分系数kld。和比例系数 kpdc ;
[0255]所述定直流电压站控制器积分系数kld。用下式计算:
[0257] 所述定直流电压站控制器比例系数kpdc用下式计算:
[0259] 式中,c〇n表示直流系统期望带宽,U&N表示额定直流电压,U ml表示交流电压测定点 的相电压幅值,I表示阻尼比,Cd(3q表示直流系统的分布等效电容,(W表示换流站的第i个等 效电容,L dCTir表示等效线路的等效电感,N表示系统包括N个换流站。
[0260] 以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则 之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之 内。
【主权项】
1. 一种电压源型换流器定直流电压控制器参数的计算方法,所述电压源型换流器等值 模型包括三相等效电源电压、电网等效电阻、电网等效电感与电压源型换流器,其特征在 于,所述方法包括如下步骤:1. 建立电压源型换流器的简化等效模型; II、 建立所述等效模型的电磁暂态模型; III、 求所述电压源型换流器的有功功率小干扰线性化模型; IV、 建立所述电压源型换流器小干扰线性化戴维南等效模型; V、 建立电压源型换流器定直流电压控制器的等效直流系统模型和等效直流系统小干 扰模型; VI、 计算电压源型换流器定直流电压控制器的参数。2. 如权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述步骤I电压源型换流器简化等效模 型包括:并联的受控电流源和等效电容; 用下式计算所述受控电流源id:(1) 用下式表示电压源型换流器直流侧电压的数学模型:(2) 其中,pc表示注入电压源型换流器的有功功率,idc为电压源型换流器输出的直流电流, Udc表示电压源型换流器的输出直流电压,Ceq表示所述电压源型换流器的等效电容。3. 如权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述步骤II的电磁暂态模型的建立包 括: 电压源型换流器交流侧在dq坐标系下的电磁暂态模型如下式所示:(3) 其中,Usd与Usq和isd与isq分别表不为交流系统电压和电流的d轴和q轴的分量;Req和Leq 分别表示为电压源型换流器交流侧等效电阻和电感;ω表示基波角频率;创与^分别表示为 电压源型换流器交流侧电压的d轴和q轴的分量。4. 如权利要求1所述的计算方法,其特征在于,所述步骤III求电压源型换流器的有功 功率线性化模型包括:设计换流器内环控制器和外环控制器,将外环控制器输出的电流参 考值输入内环控制器,组成换流器闭环控制系统; 所述外环控制器包括:定直流电压控制器、定交流电压控制器、定有功功率和定无功功 率控制器; 电流内环控制器模型如下式所示: (4) 其中,《?;;和 <与zsd和isa分別表不电压源秧沭器内部揃出参考电压与输出参考电流的d轴 和q轴分量,usd与uSq和isd与isq分别表不为交流系统电压和电流的d轴和q轴的分量,k Pi和kii 分别表示内环PI控制器的比例与积分系数,s表示拉普拉斯算子,ω表示基波角频率,Leq表 示电压源换流器交流侧等效电感;电流内环闭环传递函数出(8)如下式所示:式中,Req表示电压源型换流器交流侧等效电阻,式(5)采用零极点对消,即kn/kpFReq/ Leq ; 所述定直流电压控制器模型方程如下式表示:C6) 其中,kpdc表示外环控制器定直流电压PI控制器的比例系数,kidc表示外环控制器定直 流电压PI控制器的积分系数,表示定直流电压控制器的参考值,ud。表示实际直流电压 值; 所述定交流电压控制器模型方程如下式表示:(7) 其中,kpa。表示外环控制器定交流电压PI控制器的比例系数,kia。表示外环控制器定交 流电压PI控制器的积分系数,表示定交流电压控制的参考值,uP。。表示实际交流电压值; 所述定有功功率和定无功功率控制器在不使用PI控制器时,d轴和q轴内环电流的参考 值用下式计算: I式中,plpf分别表示换流器外环控制器定有功功率和定无功功率控制器的参考值,匕 为内环d轴电流参考值,ζ为内环q轴电流参考值; 注入电压源型换流器的有功功率P。用下式计算: ρ〇-1 · 5edisd+l · 5eqisq (9) 式中,ed和eq分别表不电压源型换流器内部输出电压在d轴和q轴的分量; 对式(2)-(9)进行小干扰线性化和拉普拉斯变换,得到所述有功功率p。线性化模型用下 式表示: Apa(s) = l.5Fl(s)AQ(s) + l.5F2(s)Aili(s) + l.5Isd()Au^(s)+l,5Isq0Ansq(s) (10 ) 式中,s表示拉普拉斯变换算子,FKs)表示d轴参考电流小干扰到有功功率小干扰模型 的传递函数,F2(s)表示q轴参考电流小干扰到有功功率小干扰模型的传递函数,Ausjs)表 示PCC点q轴电压小干扰,AusKs)表示PCC点d轴电压小干扰,Apjs)表示有功功率小干扰 线性化表达,表示电流内环d轴参考电流的小干扰,Δζ⑷表示电流内环q轴参考电流
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