[发明专利]一种计及逆变电源控制系统非线性特征的故障暂态电流解析方法

说明书

本发明公开了一种计及逆变电源控制系统非线性特征的故障暂态电流解析方法，首先根据新能源电源控制系统锁相环控制响应，计算得到故障暂态期间锁相环动态响应下的暂态电流；根据故障暂态期间电流环dq轴控制器的工作状态，对故障暂态过程进行分段处理；根据所划分出的各个故障暂态阶段电流环dq轴控制器的响应，基于分段等值实现逆变电源控制系统非线性特征下的故障全暂态电流解析。该方法充分考虑了逆变电源控制系统中客观存在的锁相环坐标变换非线性环节与控制器饱和非线性环节，又避免了大量复杂运算。

技术领域

本发明涉及电力系统分析技术领域，尤其涉及一种计及逆变电源控制系统非线性特征的故障暂态电流解析方法。

背景技术

目前，新能源的接入导致电力系统故障特性发生了根本性改变，新能源交流送出侧存在保护配置的必要需求，鉴于逆变电源故障特征微弱，持续时间短的特点，基于新能源暂态波形时频信息的保护新原理受到了极大的关注。逆变电源故障暂态特性主要取决于控制系统的暂态响应，然而现有逆变电源故障分析方法并未从定量层面深入考虑控制系统中客观存在的非线性环节，导致故障特性刻画不够准确，难以满足新能源交流送出侧的保护需求。其关键症结在于故障暂态期间，逆变电源输出电流处于控制响应时间尺度，各个控制环节共同决定了时域电流特征，而复杂控制系统中由于锁相环坐标变换环节与控制器饱和环节的存在，会导致变换器的暂态输出呈现显著的非线性特征。

控制系统中的各控制响应单元是调节闭环误差的重要环节，其故障暂态期间的响应将对逆变器输出电流起决定性作用，但是常规基于线性解析的短路电流分析方法在等值过程中往往忽略锁相环坐标变换及控制器输出饱和在定量层面上对于暂态电流的影响，从而让导致分析误差增大，并且缺乏考虑控制系统非线性环节存在情况下的一般性解析结果，难以获得准确的电流表达式，因而对逆变电源的故障暂态电流特性分析不够充分，无法为新能源交流送出系统的保护新原理提供正确的理论研究基础及有效的校验手段。

发明内容

本发明的目的是提供一种计及逆变电源控制系统非线性特征的故障暂态电流解析方法，该方法充分考虑了逆变电源控制系统中客观存在的锁相环坐标变换非线性环节与控制器饱和非线性环节，又避免了大量复杂运算，在逆变电源进行故障暂态电流解析计算时能够有效提高解析精度，实现了故障暂态电流的精确解析。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种计及逆变电源控制系统非线性特征的故障暂态电流解析方法，所述方法包括：

步骤1、首先根据新能源电源控制系统锁相环控制响应，计算得到故障暂态期间锁相环动态响应下的暂态电流；

步骤2、根据故障暂态期间电流环dq轴控制器的工作状态，对故障暂态过程进行分段处理；其中，所述电流环dq轴控制器的工作状态包括：dq轴控制器均不饱和、仅d或q轴控制器饱和、dq轴控制器均饱和；

步骤3、根据步骤2所划分出的各个故障暂态阶段电流环dq轴控制器的响应，基于分段等值实现逆变电源控制系统非线性特征下的故障全暂态电流解析。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述方法充分考虑了逆变电源控制系统中客观存在的锁相环坐标变换非线性环节与控制器饱和非线性环节，又避免了大量复杂运算，在逆变电源进行故障暂态电流解析计算时能够有效提高解析精度，实现了故障暂态电流的精确解析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的计及逆变电源控制系统非线性特征的故障暂态电流解析方法流程示意图；

图2为本发明实施例所述典型逆变电源送出系统及其控制结构示意图；