[发明专利]一种并网电压源型换流器平衡点稳定性判据

说明书

本发明公开了一种并网电压源型换流器平衡点稳定方法、系统、介质及设备，建立含锁相环的VSC经输电线路接入无穷大系统的数学模型；根据系统稳态方程确定在指定VSC输出有功功率Psubgt;ref/subgt;和无功功率Qsubgt;ref/subgt;下系统的平衡点；根据数学模型和平衡点建立系统在平衡点的线性化模型；根据线性化模型得到并网VSC平衡点稳定的解析条件，实现并网电压源型换流器平衡点稳定。

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体涉及一种一种并网电压源型换流器平衡点稳定性判据。

背景技术

近年来，锁相环(phase lock loop,PLL)对并网电压源型换流器(voltage sourceconverter,VSC)稳定性的影响引起了电力工业界的广泛关注。前人已采用多种稳定性分析方法，例如特征值分析法，阻抗法(impedance modal-based analysis,IMA)，基于无源性分析法等来研究并网换流器的稳定性。研究结果表明，缩短VSC与系统的电气距离、减小负载，增加VSC的无功功率输出以及降低PLL控制的带宽均可提高系统的稳定性。

此外，基于模态分析法和IMA发现，过高的PLL比例系数对系统稳定性有负面影响，从而降低VSC的功率传输极限。尽管可以通过反复的特征值计算或多次绘制奈奎斯特图等方法从数值上对并网逆变器的稳定性进行分析，得到保证系统稳定的VSC控制器参数范围，但这些方法都不能对系统稳定性进行定性分析，即没有得到保证系统稳定的VSC控制器参数、VSC与无穷大系统电气距离以及系统运行方式之间的解析关系，不能揭示系统失稳机理。换言之，已有的稳定性分析方法，没有得到系统平衡点稳定性的解析判据。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种并网电压源型换流器平衡点稳定性判据，基于平衡点的线性化频域模型，推导出了并网VSC平衡点稳定性判据。这个判据是系统平衡点稳定性的充分必要条件，是一个简单的解析数学不等式，不仅可以定性地分析VSC控制器参数、VSC与无穷大系统电气距离以及系统运行方式对系统稳定性的影响，揭示系统失稳机理，还可以通过直接定量计算判别系统的稳定性，指导VSC控制器参数设计和系统运行方式制定。

本发明采用以下技术方案：

一种并网电压源型换流器平衡点稳定性判据，包括以下步骤：

S1、建立含锁相环的VSC经输电线路接入无穷大系统的数学模型；

S2、根据步骤S1得到系统的稳态方程，求出系统的平衡点；

S3、根据步骤S1步骤S2，推导出系统在平衡点的线性化频域模型；

S4、依据步骤S3中的模型，推导出并网VSC平衡点稳定性判据。

具体的，步骤S1中，VSC经输电线路接入无穷大系统的数学模型为：