[发明专利]一种新能源并网控制系统建模的标幺值转换方法和装置

权利要求书

1.一种新能源并网控制系统建模的标幺值转换方法，其特征在于，包括：

选取新能源并网发电系统的基值，其中所述基值包括光伏发电系统的多项基准值、直驱风机的多项基准值和双馈风机的多项基准值；以及

基于所选取的基值，对新能源并网发电系统控制环节中涉及的控制参数进行标幺化处理；其中

选取光伏发电系统的多项基准值，包括：

光伏发电系统的交流电压的基准值U_bpv选取为逆变器所连接的箱变的低压侧的额定线电压，并且逆变器功率的基准值S_bpv选取为逆变器额定容量；逆变器的直流电压的基准值U_dcbpv选取为标准光照和温度时、最大功率控制状态下的直流母线电压；

基于U_bpv和S_bpv，确定光伏发电系统电网侧的交流电流基值I_bpv和阻抗基值Z_bpv；以及

基于U_dcbpv和S_bpv，确定逆变器直流侧的直流电流基值I_dcbpv和阻抗基值Z_dcbpv；

选取直驱风机的多项基准值，包括：

直驱风机的交流电压的基准值U_bDWTGg选取为变流器所连接的箱变的低压侧的额定线电压；

变流器功率的基准值S_bDWTG选取为变流器额定容量；

直驱风机的直流环节电压的基准值U_dcbDWTG选取为直流侧的额定电压；

基于U_bDWTGg和S_bDWTG，确定直驱风机电网侧的交流电流基值I_bDWTGg和阻抗基值Z_bDWTGg；

基于U_dcbDWTG和S_bDWTG，确定直驱风机直流侧的直流电流基值I_dcbDWTG和阻抗基值Z_dcbDWTG；以及

直驱风机机侧变流器的基值选取方法与网侧变流器相同；

选取双馈风机的多项基准值，包括：

双馈风机的定子侧功率基值和电压基值的选取与光伏发电系统相同；

双馈风机转子侧的功率基值S_rb选取为变流器的额定功率；

基于双馈风机定子与转子匝数比T_sr、双馈风机正常运行过程中允许的最大滑差s_max和双馈风机所连接的箱变的低压侧的额定线电压U_bDFIG，确定双馈风机变流器机侧的电压基值U_rb；以及

基于S_rb和U_rb，确定双馈风机变流器机侧的电流基值I_rb与阻抗基值Z_rb；

双馈风机变流器直流侧的电压基准值U_dcbDFIG选取为直流侧的额定电压，其中直流侧的功率基值选取为变流器的额定功率S_rb；

双馈风机变流器网侧的交流电压基值与定子侧电压基值相同即U_bDFIG，功率基值选取为变流器的额定功率S_rb；

基于U_dcbDFIG和S_rb，确定双馈风机直流侧的电流基值I_dcbDFIG和阻抗基值Z_dcbDFIG；以及

基于U_bDFIG和S_rb，确定双馈风机网侧变流器的交流电流基值I_gb和阻抗基值Z_gb；

基于所选取的基值，对新能源并网发电系统控制环节中涉及的控制参数进行标幺化处理，包括：

当锁相环采用标幺值控制时，基于新能源并网发电系统所连接的箱变的低压侧的额定线电压，确定新能源并网发电系统的锁相环从输入到输出的传递函数为：

式中：K_pPLL、K_iPLL是采用有名值控制时锁相环内部比例、积分环节放大倍数，K_at为坐标变换系数，u_q为dq分解后的q轴电压，Δω为角速度差值，ω_b为角速度基值，U_b为新能源并网发电系统所连接的箱变的低压侧的额定线电压；

基于所选取的基值，对新能源并网发电系统控制环节中涉及的控制参数进行标幺化处理，包括：

当功率外环采用标幺值控制时，确定新能源并网发电系统的功率外环从输入到输出的传递函数为：

式中：K_PA、K_IA分别是采用有名值控制时的有功外环比例、积分环节放大倍数，K_at为坐标变换系数，I_dref是d轴电流内环的参考值，I_b为对应变流器的电流基值，S_b为变流器功率基值，P_ref是输出功率参考值，P是输出功率实际值，U_b是对应变流器的电压基值；并且其中

当传递函数中的I_b为I_bpv、I_bDWTGg、I_rb中的任意一项时，对应的U_b分别为U_bpv、U_bDWTGg、U_rb；

基于所选取的基值，对新能源并网发电系统控制环节中涉及的控制参数进行标幺化处理，包括：

当无功外环采用标幺值控制时，确定新能源并网发电系统的无功外环从输入到输出的传递函数为：

式中：K_PB、K_IB分别是采用有名值控制时的无功外环比例、积分环节放大倍数，K_at为坐标变换系数，U_b是对应变流器的电压基值，并且其中U_b为U_bpv、U_bDWTGg、U_rb中的任意一项；

基于所选取的基值，对新能源并网发电系统控制环节中涉及的控制参数进行标幺化处理，包括：

当电流内环采用标幺值控制时，新能源并网发电系统的电流内环从输出到输入的传递函数为：

式中：K_pi、K_ii是采用有名值控制时的电流内环比例、积分环节放大倍数，i_dqref是电流内环的参考值，i_dq是电流内环的实际值，u_acdqref是内环电压参考值，I_b是对应变流器的电流基值，U_b是对应变流器的电压基值，Z_b是对应变流器的阻抗基值；并且其中

当传递函数中的I_b为I_bpv、I_bDWTGg、I_rb、I_gb中的任意一项时，对应的U_b分别为U_bpv、U_bDWTGg、U_rb、U_bDFIG，对应的Z_b分别为Z_bpv、Z_bDWTGg、Z_rb、Z_gb；

基于所选取的基值，对新能源并网发电系统控制环节中涉及的控制参数进行标幺化处理，包括：

当直流电压环采用标幺值控制时，新能源并网发电系统的直流电压环从输入到输出的传递函数为：

式中：K_pdc、K_idc是采用有名值控制时的直流电压环比例、积分环节放大倍数，I_dref是有功电流参考值，I_b是对应变流器的电流基值，U_dcb是变流器直流环节的电压基值；U_dcref是直流电压参考值，U_dc是从直流侧采集到的直流电压；并且其中

当传递函数中的I_b为I_bDWTGg、I_gb中的任意一项时，对应的U_dcb分别为U_dcbDWTG、U_dcbDFIG；

基于所选取的基值，对新能源并网发电系统控制环节中涉及的控制参数进行标幺化处理，包括：

当功率电流前馈采用标幺值控制时，新能源并网发电系统的功率电流前馈环从输入到输出的传递函数为：

式中：I′_rdqref是前馈环生成的转子电流参考值部分，I′_rdqref是PI环生成的转子电流参考值部分，I_rb是机侧变流器的电流基值，I_sb是定子侧电流基值，K_sr是有名值控制时电流前馈环节放大倍数，K_psr、K_isr是采用有名值控制时的功率电流比例、积分环节放大倍数，I_rdqref是转子电流参考值；I_sdqref、I_sdq分别是定子电流参考值和定子电流实际值。