[发明专利]一种基于小扰动稳定性分析的锁相环参数整定方法及装置

说明书

本发明公开一种基于小扰动稳定性分析的锁相环参数整定方法及装置。其中，整定方法的大体步骤为：确定锁相环的输出相角与电网电压相角的差值和包含该差值的动态非线性方程式；确定状态变量方程式和状态变量方程式中的状态变量在系统平衡点处的数值；对动态非线性方程式进行线性化处理得到线性方程式；将线性方程式与阻尼振动方程式比较得到阻尼函数方程式；当阻尼参数为预设数值时，计算换流器动态模型的锁相环参数。本发明能够让换流器在受到暂时性扰动而偏离同步运行平衡点后，尽快恢复到原有平衡点，而不发生同步失稳。由于充分考虑电网阻抗对锁相环动态行为的影响，本发明可以精确反映与弱电网相连的换流器中的锁相环系统的动态过程。

技术领域

本发明涉及电力系统换流器控制技术领域，具体涉及一种基于小扰动稳定性分析的锁相环参数整定方法及装置。

背景技术

我国新能源发电资源与用电市场具有逆向分布的特征，新能源资源较为丰富的地区大多位于电网末端，受环境保护等影响很难大规模建设采用同步发电机的火力发电厂，因此，当地电网结构通常较为薄弱。近年来，在这些系统强度较弱的地区，大量的风机、光伏机组接入电网，使得可再生能源发电机组在弱交流电网下运行成为常见的运行场景。在该场景下，风电、光伏机组中的电力电子换流器容易与电网失去同步，从而不能正常发挥作用甚至脱网，进而威胁到电网安全稳定运行。因此，有必要对换流器控制技术作进一步研究，以提升弱电网下换流器的同步稳定性。

相关技术中，通常基于换流器锁相环自身的线性化模型对锁相环参数进行整定，并未考虑弱电网对锁相环动态行为的影响，导致无法准确反映与弱电网相连的换流器中的锁相环系统的动态过程，进而造成换流器锁相环因受到小扰动可能无法稳定运行，进而造成换流器同步失稳。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的完全忽略弱电网对锁相环动态行为的影响，导致无法准确反映锁相环动态过程，进而造成换流器因受到小扰动无法保持同步稳定的问题，从而提供一种基于小扰动稳定性分析的换流器锁相环参数整定方法。

根据第一方面，本发明实施例提供一种基于小扰动稳定性分析的换流器锁相环参数整定方法，包括如下步骤：

基于换流器动态模型，计算锁相环的输出相角与电网电压相角的差值和包含所述差值的动态非线性方程式；

根据所述动态非线性方程式，确定状态变量方程式和所述状态变量方程式中的状态变量在系统平衡点处的数值；

根据所述状态变量在系统平衡点处的数值，对所述动态非线性方程式进行线性化处理得到线性方程式；

将所述线性方程式与阻尼振动方程式比较得到阻尼函数方程式；

根据所述阻尼函数方程式，当阻尼参数为预设数值时，计算所述换流器动态模型中的锁相环参数。

在一种实施方式中，所述计算锁相环的输出相角与电网电压相角的差值和包含所述差值的动态非线性方程式通过如下公式执行：

v_PCCq＝V_gsin(θ_g-θ_PLL)+L_g·I_CM·ω_PLL；