[发明专利]一种双端MMC-HVDC系统中的PLL小信号建模方法

摘要

本发明公开了一种双端MMC‑HVDC系统中的PLL小信号建模方法，首先得出换流变压器两端交流线路电气量的转化关系式；根据锁相环的控制框图，将公共节点PCC处电压相角和锁相环输出电压相角都作为变量，构建锁相环的小信号模型；根据潮流方程，得出换流器所连交流支路的两端的电压降落及电压相角差的表达解析式；得到PCC点电压相角的线性化表达式；最终得锁相环的小信号模型完整表达式。本发明把公共点的电压相角作为变量，计及换流器所连交流网络等效阻抗引起的公共点电压相角变化，能够反应小扰动情况下两相同步旋转参考坐标系转速的变化，提高了模型精度。

主权项

1.一种双端MMC‑HVDC系统中的PLL小信号建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对换流变压器进行处理，得到小信号建模所需的换流器交流侧输出电压电压转换关系和电流转换关系；假设换流变压器设置为△侧电压滞后Y侧电压30°，和的dq分量分别为式中，θ_PLL为锁相环PLL的输出相角，为稳态情况下的相角；根据上式和变压器变比关系得与分量的电压转换关系为同理得到换流变压器两侧的电流转换关系：为换流变压器交流系统侧与阀侧电压变比；步骤2：根据锁相环的控制框图，将公共节点PCC处电压相角和锁相环输出电压相角都作为变量，构建锁相环的小信号模型，即：线性化得：式中，θ₀和分别是小扰动前一刻的相角和锁相环输出的相角，z为加入的锁相环积分因子，k_p、k_i分别为锁相环PI控制器的比例因子和积分因子；步骤3：根据潮流方程，得出换流器所连交流支路的两端的电压降落及电压相角差的表达解析式为：式中，P_s、Q_s分别为三相有功功率和无功功率；R_n、X_n分别为单相等值电阻、电抗；v_rms为公共点三相电压有效值；步骤4：得到公共节点PCC点电压相角的线性化表达式根据步骤3所述表达解析式得相角θ的解析式：将式线性后整理得：步骤5：将步骤4中的ΔP_s、ΔQ_s、Δv_rms化作公共点电压、电流dq分量表达式，再代入式得锁相环的小信号模型完整表达式。