[发明专利]锁相并网换流器的稳定性分析方法及系统

权利要求书

1.一种锁相并网换流器的稳定性分析方法，其特征在于，所述方法包括：

获取换流器并网系统发生故障时对应的等效电路；

根据所述等效电路确定所述等效电路对应的公共耦合点的正序q轴电压；

根据所述等效电路对应的公共耦合点的正序q轴电压确定所述等效电路对应锁相环的二阶非线性数学模型；

基于所述等效电路对应锁相环的二阶非线性数学模型确定换流器并网系统发生故障时各锁相同步参数对应的相图；

利用所述各锁相同步参数对应的相图对锁相并网换流器的同步稳定性进行分析。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取换流器并网系统故障时对应的等效电路，包括：

当换流器并网系统发生单相接地故障时，获取第一等效电路；

当换流器并网系统发生两相接地故障时，获取第二等效电路；

当换流器并网系统发生相间故障时，获取第三等效电路。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一等效电路对应的公共耦合点的正序q轴电压的计算式如下：

所述第二等效电路对应的公共耦合点的正序q轴电压的计算式如下：

所述第三等效电路对应的公共耦合点的正序q轴电压的计算式如下：

式中，v_PCCqp，1为第一等效电路对应的公共耦合点的正序q轴电压，为并网换流器发生单相接地故障时对应的正序等效阻抗，为并网换流器发生单相接地故障时对应的负序等效阻抗，K⁽¹⁾为单相接地故障电压系数，v_PCCqp,2为第二等效电路对应的公共耦合点的正序q轴电压，I_dp为d轴正序电流分量，为并网换流器发生两相接地故障时对应的正序等效阻抗，I_dn为d轴负序电流分量，为并网换流器发生两相接地故障时对应的负序等效阻抗，K^(1,1)为两相接地故障电压系数，v_PCCqp,3为第三等效电路对应的公共耦合点的正序q轴电压，为并网换流器发生相间故障时对应的正序等效阻抗，为并网换流器发生相间故障时对应的负序等效阻抗，K⁽²⁾为相间故障电压系数，V_GCP为电网连接点电压，δ为功角。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述等效电路对应的公共耦合点的正序q轴电压确定所述等效电路对应锁相环的二阶非线性数学模型，包括：

获取功角计算式，并将所述等效电路对应的公共耦合点的正序q轴电压代入所述功角计算式中，然后对所述功角进行二次求导，得到所述等效电路对应锁相环的二阶非线性数学模型。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述功角计算式如下：

δ＝∫[(K_pPLL+K_iPLL∫dt)·v_PCCqp]dt

式中，K_pPLL为锁相环PI控制的比例增益，K_iPLL为锁相环PI控制的积分增益，v_PCCqp为换流器并网系统发生故障时公共耦合点的正序q轴电压。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一等效电路对应锁相环的二阶非线性数学模型的计算式如下：

所述第二等效电路对应锁相环的二阶非线性数学模型的计算式如下：

所述第三等效电路对应锁相环的二阶非线性数学模型的计算式如下：

式中，为第一等效电路对应锁相环功角的二阶微分变化量，为第一等效电路对应锁相环功角的一阶微分变化量，为第一等效电路对应的负序等效电感，为第一等效电路对应的正序等效电感，为第二等效电路对应锁相环功角的二阶微分变化量，为第二等效电路对应锁相环功角的一阶微分变化量，为第二等效电路对应的负序等效电感，为第二等效电路对应的正序等效电感，为第三等效电路对应锁相环功角的二阶微分变化量，为第三等效电路对应锁相环功角的一阶微分变化量，为第三等效电路对应的正序等效电感，为第三等效电路对应的负序等效电感，δ为功角。