[发明专利]适用背靠背VSC故障暂态计算的两端口等效建模方法

权利要求书

1.一种适用背靠背VSC故障暂态计算的两端口等效建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据交流故障电压跌落程度，求解故障侧VSC的暂态有功电流输出I_df与暂态输出有功功率P_f；

步骤2，根据步骤1得到的故障侧VSC的暂态输出有功功率P_f，基于直流电容支路瞬时功率关系构建直流电压故障分量的微分方程，并根据故障前运行条件求解直流电压暂态分量Δu_dc；

步骤3，根据步骤2得到的直流电压暂态分量Δu_dc，基于非故障侧VSC控制方程计算故障影响传播至非故障侧VSC的交流电流输出值i_d；

步骤4，根据步骤3得到的非故障侧VSC的交流电流输出值i_d，构建交流故障期间背靠背VSC的两端口等效模型。

2.根据权利要求1所述的适用背靠背VSC故障暂态计算的两端口等效建模方法，其特征在于，所述步骤1中故障侧VSC的暂态有功电流输出I_df的解析式为：

其中，为故障后背靠背VSC有功电流指令值，其取值根据故障后电压幅值与低压穿越准则决定；I₁、I₂为暂态电流暂态分量的初始值，r₁、r₂为衰减常数，分别为：

其中，k_ip、k_ii分别为背靠背VSC电流内环PI控制器的比例、积分系数，L为背靠背VSC交流出口滤波电抗，i_d0为故障前有功电流值；

结合对称故障后背靠背VSC机端交流电压降落程度，求解故障侧VSC暂态输出有功功率P_f为

其中，U_f为故障侧交流电压幅值。

3.根据权利要求1中所述的适用背靠背VSC故障暂态计算的两端口等效建模方法，其特征在于，所述步骤2中直流电压故障分量的微分方程为：

其中，C为直流电容值，u_dc0为直流电压故障前稳态值，Δu_dc为直流电压暂态分量，U为非故障侧交流电压幅值，k_up、k_ui分别为非故障侧VSC电压外环PI控制器比例、积分系数；U_f为故障侧交流电压幅值，I₁、I₂为暂态电流暂态分量的初始值，r₁、r₂为衰减常数；

求解式(4)得：

其中，各衰减指数项的初始值D₁、D₂、A、B与衰减常数λ₁、λ₂为：

其中，ΔP₀₊为故障发生瞬间0+时刻背靠背VSC两端的有功功率差额。

4.根据权利要求1中所述的适用背靠背VSC故障暂态计算的两端口等效建模方法，其特征在于，所述步骤3中的非故障侧VSC的交流电流输出值i_d为：

其中，i_d0为故障发生前非故障侧VSC交流电流值，F(U_f)表示非故障侧VSC的交流电流输出值i_d为故障侧交流电压幅值U_f的函数，参数D₁、D₂、A、B均含有故障侧交流电压幅值U_f，D₁、D₂、A、B为各衰减指数项的初始值，r₁、r₂、λ₁、λ₂为衰减常数，k_up、k_ui分别为非故障侧VSC电压外环PI控制器比例、积分系数。

5.根据权利要求1中所述的适用背靠背VSC故障暂态计算的两端口等效建模方法，其特征在于，所述步骤4中的两端口等效模型为非线性压控电流源等效模型，取故障侧交流电压幅值U_f为控制电压，非故障侧VSC等效为受控电流源。