CN111884218A - 一种双馈入vsc输电系统稳定性评估方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提出了一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法及系统，包括如下步骤：根据双馈入VSC输电系统的双闭环控制系统，提取表征双馈入VSC输电系统稳定性特征的电流环单位负反馈闭环系统，根据电流环单位负反馈闭环系统获得VSC输出电流的单输入单输出传递函数模型；获取待测试的双馈入VSC输电系统的系统主电路参数与控制参数，根据系统主电路参数与控制参数计算单输入单输出传递函数模型判断双馈入VSC输电系统的稳定性。本公开通过将系统蕴含稳定性信息高维多输入多输出状态空间小信号模型简化为单输入单输出的闭环传递函数，更加准确、直接地评估不同参数设计、不同稳定运行工况对双馈入柔性直流输电系统稳定性的影响，且具有良好的延伸特性，具有准确、快速的特点。

Description

一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法及系统
技术领域
本公开涉及并网电压源型换流器稳定性分析相关技术领域，具体的说，是涉及一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。
基于电压源型换流器(简称为VSC)的柔性直流输电技术，近年来得到深入研究与大力发展。随着可再生能源发电技术的发展，半导体制作工艺的进步以及直流工程建设，新能源电厂中出现了多个VSC从同一节点馈入公共连接点的场景。在高压输电领域也出现多个VSC直流经较短的联络线馈入同一受端电网的场景。因此，有必要针对双馈入VSC并网系统的稳定性进行分析。
发明人在研究中发现，现有电压源型换流器的建模与机理分析方法一般仍为基于状态空间的小信号分析方法以及阻抗分析方法。这两类方法均存在当并网VSC系统参数不一致时，模型建模维度与建模难度上升的缺点。近年来，亦有学者提出了基于单输入单输出传递函数的稳定性分析方法，简化了VSC并网系统的建模与分析难度。然而上述方法的主要研究对象仍为单个VSC并网系统，针对双馈入VSC场景下的建模与稳定性分析方法的论述与研究均较少。
发明内容
本公开为了解决上述问题，提出了一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法及系统，基于电流环闭环传递函数，将高阶的小信号模型简化为电流参考值与其响应之间的单输入单输出闭环解析传递函数，通过单输入单输出传递函数即可对双馈入VSC联于同一电网系统的稳定性进行分析评估，有利于对输电系统进一步的监控。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
一个或多个实施例提供了一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法，包括如下步骤：
获取待测试的双馈入VSC输电系统的系统主电路参数与控制参数；
将获得的系统主电路参数与控制参数，输入至构建的输入单输出传递函数模型判断双馈入VSC输电系统的稳定性；
所述单输入单输出传递函数模型为：根据双馈入VSC输电系统的双闭环控制系统，提取表征双馈入VSC输电系统稳定性特征的电流环单位负反馈闭环系统，根据电流环单位负反馈闭环系统，获得的VSC输出电流的单输入单输出传递函数模型。
一个或多个实施例提供了一种双馈入VSC输电系统稳定性评估系统，包括：
数据获取模块：被配置为用于获取待测试的双馈入VSC输电系统的系统主电路参数与控制参数；
稳定性评估模块：被配置为用于将获得的系统主电路参数与控制参数，输入至构建的输入单输出传递函数模型判断双馈入VSC输电系统的稳定性；
所述单输入单输出传递函数模型为：根据双馈入VSC输电系统的双闭环控制系统，提取表征双馈入VSC输电系统稳定性特征的电流环单位负反馈闭环系统，根据电流环单位负反馈闭环系统，获得的VSC输出电流的单输入单输出传递函数模型。
一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法所述的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开通过将双闭环系统简化为单输入单输出闭环系统，将其蕴含稳定性信息高维多输入多输出状态空间小信号模型简化为单输入单输出的闭环传递函数，根据运行工况直接分析双馈入VSC系统的稳定性，提取VSC输出电流中蕴含的稳定性信息，更加准确、直接地分析出不同参数设计，不同稳定运行工况对双馈入柔性直流输电系统稳定性的影响，且具有良好的延伸特性，具有准确、快速的特点且方法简单实用，对于保证准确分析与评估影响双馈入柔性直流输电系统稳定性的主要因素有重大意义。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。
图1是本公开实施例1的方法流程图；
图2为本公开实施例1的一种典型的双馈入VSC拓扑示意图；
图3为本公开实施例1的一种典型的双馈入VSC电流环控制结构示意图；
图4为本公开实施例1的坐标空间相对位置示意图；
图5为本公开实施例子的A系统d轴电流环小信号模型控制框图；
图6为本公开实施例子的A系统q轴电流环小信号模型控制框图；
图7为本公开实施例子的B系统d轴电流环小信号模型控制框图；
图8为本公开实施例子的B系统q轴电流环小信号模型控制框图；
图9(a)为本公开实施例子在系统经受小扰动失稳后进行失稳频率评估有效性验证与时域仿真验证。
图9(b)为本公开实施例子的解析计算频率响应与扫频仿真对比与经受扰动后的时域仿真值与解析计算值对比。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。
本发明提出的总体思路：一种基于双馈入VSC输电系统采用的双闭环控制为直接电流控制的本质，VSC与稳定性相关的信息必然包含在其输出电流中。基于VSC输出电流的小信号模型，推导得出能够表征双馈入VSC输电系统稳定性特征的电流环单位负反馈闭环系统。进一步的，可以从闭环系统中推导得出与系统稳定性相关的单输入单输出传递函数模型，单输入单输出传递函数模型包括单输入单输出闭环传递函数方程以及其对应的单输入单输出开环传递函数方程。基于所推导得出的单输入单输出传递函数模型，即可根据闭环系统极点特征或单输入单输出Nyquist判据判定系统的稳定性。
实施例1
在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法，包括如下步骤：
步骤1、获取待测试的双馈入VSC输电系统的系统主电路参数与控制系统参数；
步骤2、将获得的系统主电路参数与控制系统参数，输入至构建的输入单输出传递函数模型判断双馈入VSC输电系统的稳定性；
所述单输入单输出传递函数模型为：根据双馈入VSC输电系统的双闭环控制系统，提取表征双馈入VSC输电系统稳定性特征的电流环单位负反馈闭环系统，根据电流环单位负反馈闭环系统，获得的VSC输出电流的单输入单输出传递函数模型；
本实施例通过将双闭环系统简化为单输入单输出闭环系统，将其蕴含稳定性信息高维多输入多输出状态空间小信号模型简化为单输入单输出的闭环传递函数，根据运行工况直接分析双馈入VSC系统的稳定性，基于VSC矢量控制作为电流控制的本质，通过提取VSC输出电流中蕴含的稳定性信息，更加准确、直接地分析出不同参数设计，不同稳定运行工况对双馈入柔性直流输电系统稳定性的影响。且具有良好的延伸特性，具有准确、快速的特点且方法简单实用，对于保证准确分析与评估影响双馈入柔性直流输电系统稳定性的主要因素有重大意义。
所述步骤2为系统的简化过程，将多输入多输出的双闭环系统简化为单输入单输出闭环反馈系统，具体的步骤可以如下：
步骤21、根据双馈入VSC输电系统典型拓扑建立数学模型；
步骤22、将双馈入VSC输电系统的数学模型线性化，得到双馈入VSC系统输出电流小信号数学模型；
步骤23、根据双馈入VSC系统输出电流小信号数学模型，得到表征双馈入VSC系统参考值扰动与对应电流响应之间的电流闭环反馈系统，即为单输入单输出电流闭环反馈系统；
步骤24、根据双馈入VSC输电系统建立的电流闭环反馈系统，提取包含其稳定性信息的公共单位负反馈结构，得到单输入单输出闭环系统模型。
进一步地，所述单输入单输出闭环系统模型包括：单输入单输出闭环传递函数以及其对应的单输入单输出开环传递函数。
步骤21中，根据双馈入VSC系统典型拓扑建立主电路数学模型和控制系统模型，即为双馈入VSC输电系统的数学模型。
具体实施例中，为简化建立的模型，在模型建立根据典型的双馈入VSC系统控制环节控制做合理假设：不考虑电压前馈环节采样延时与控制延时；忽略外环动态影响，认为在外环控制在响应之前内环动作已达到稳态；不考虑模块化多电平环流器的内部动态过程。
具体实施例中，根据图2建立双馈入VSC主电路数学模型，可以如下：
Figure BDA0002612625230000071
Figure BDA0002612625230000072
其中，
Figure BDA0002612625230000073
式中，上标“gf”表示主电路坐标系下变量；ReqA,ReqB,LeqA以及LeqB分别代表A系统与B系统换流器滤波电阻与电感；RtA,RtB,LtA以及LtB分别代表A系统与B系统变压器等效电阻与电感；RarmA,RarmB,LarmA以及LarmB分别代表A系统与B系统桥臂等效电阻与电感；RlineA,RlineB,LlineA以及LlineB分别代表A系统与B系统联络线等效电阻与电感；Rg与Lg分别代表交流系统等效电阻与电感；
Figure BDA0002612625230000074
以及
Figure BDA0002612625230000075
代表主电路坐标系下的A系统与B系统VSC出口母线交流电压在dq坐标系下的分量；
Figure BDA0002612625230000076
以及
Figure BDA0002612625230000077
代表主电路坐标系下交流电网等效电势在dq坐标系下的分量；
Figure BDA0002612625230000078
以及
Figure BDA0002612625230000079
代表主电路坐标系下公共连接点(Pointofcommoncoupling，PCC)电压在dq坐标系下分量；
Figure BDA00026126252300000710
以及
Figure BDA00026126252300000711
分别代表A系统与B系同VSC输出电流在dq坐标系下分量，S代表微分算子，ω代表基频角速度。
具体的实施例中，根据如图3所示的电流环控制系统结构，建立控制系统在dq坐标系下的数学模型：
在对控制系统建模，还需要明确VSC系统控制坐标系与主电路坐标系之间的关系。
VSC一般采用基于PI的dq坐标系下双闭环控制，其坐标变换相角由锁相环(PhaseLock Loop,PLL)提供。PLL通过跟踪PCC节点电压，给定控制系统坐标变换的基准相角。当系统处于稳态条件下时，PLL跟踪得到的相角与PCC节点电压的实际相角一致，即以PLL相角为基准的控制系统坐标系与实际相角为基础的主电路坐标系旋转速度一致；当系统经受扰动后，PLL无法瞬时跟踪PCC节点电压相角的变化，其跟踪得到的相角将出现一定的误差，即以PLL相角为基准的控制系统坐标系与实际相角为基础的主电路坐标系旋转速度出现误差。为区分主电路坐标系下参数与控制坐标系下参数，引入上标“gf”与“cf”分别代表主电路坐标系下电气量与控制坐标系下电气量。
VSC系统控制坐标系与主电路坐标系之间关系，如图4所示，两个坐标系之间相互转换关系为：
Figure BDA0002612625230000081
VSC系统A与VSC系统B有相同的等效主电路结构，即系统A与系统B对应于相同的主电路参考坐标系。因此，为简化表述，引入下标“x”指代不同系统，本实施例中指代系统A和B。
Figure BDA0002612625230000082
及
Figure BDA0002612625230000083
分别代表主电路坐标系下与控制坐标系下系统主电路参数与控制系统参数的dq轴分量。
Figure BDA0002612625230000084
与
Figure BDA0002612625230000085
代表主电路坐标系与控制坐标系基频角速度。θpllx表示控制系统锁相环获取的PCC节点电压相位。Hpllx代表锁相环PI，PLL典型控制模型为：
Figure BDA0002612625230000091
式中，
Figure BDA0002612625230000092
代表控制坐标系基频角速度；
Figure BDA0002612625230000093
代表控制坐标系下公共连接点(Pointofcommoncoupling，PCC)电压在dq坐标系下q轴分量，1/s为控制系统积分环节，kipllx为锁相环积分系数，kppllx为锁相环比例系数。
电流环控制数学模型为：
Figure BDA0002612625230000094
其中，
Figure BDA0002612625230000095
以及
Figure BDA0002612625230000096
分别代表A系统与B系统VSC电流环控制输出调制波；GCLx代表A系统与B系统电流环PI环节。
Figure BDA0002612625230000097
为控制坐标系下d轴与q轴VSC控制系统电流参考值，
Figure BDA0002612625230000098
为控制坐标系下VSC输出d轴与q轴电流，Leqx为系统的换流器滤波电感，ω代表基频角速度。
调制环节的表达式为：
Figure BDA0002612625230000099
上式中，Km为调制系数，udc为直流侧电压，udc0为直流侧电压稳态值。调制方程(7)给出了控制系统输出的控制坐标系下调制波与VSC输出的主电路坐标系下交流电压之间的关系。
公式(1)-(7)即为双馈入VSC联于同一受端电网场景下描述交流系统与控制系统的数学模型。
步骤22将步骤21中获得的数学模型进行线性化，得到双馈入VSC输出电流小信号数学模型；
具体实施例中，如图5-8所示，建立双馈入VSC系统输出电流小信号模型：将双馈入VSC系统主电路数学模型与控制系统数学模型线性化，消去稳态分量，得到双馈入VSC系统输出电流小信号数学模型，即为得到VSC系统输出电流dq轴小信号分量
Figure BDA0002612625230000101
以及
Figure BDA0002612625230000102
与其参考值
Figure BDA0002612625230000103
以及
Figure BDA0002612625230000104
之间的关系，在建立单输入单输出传递函数模型中需要考虑锁相环参数不同带来的影响，即在VSC输出电流的表达式中需要考虑不同VSC锁相环相角误差产生的影响，具体可以如下：
Figure BDA0002612625230000105
式中，上标“cf”与“gf”分别代表控制坐标系与主电路坐标系下的电气分量；s代表微分算子；
Figure BDA0002612625230000106
以及
Figure BDA0002612625230000107
分别代表A系统与B系统VSC在主电路坐标系下输出dq轴电流小信号分量；
Figure BDA0002612625230000108
以及
Figure BDA0002612625230000109
分别代表参考坐标系下dq轴电流参考值小信号分量；GCLA与GCLB分别代表A系统与B系统电流环PI环节。ΔθpllA与ΔθpllB分别代表A系统与B系统锁相环节点电压相角小信号分量。Id0A，Iq0A，下标“0”表示对应电气分量稳态值，Id0B，Iq0B分别代表A系统与B系统d轴与q轴电流值稳态分量。ReqA，ReqB，LeqA以及LeqB分别代表A系统与B系统换流器滤波电阻与电感。
考虑到系统A与系统B之间由一段联络线相互联系，在建立单输入单输出传递函数模型时，在锁相环相角误差中除了交流电网阻抗分量外，还需要考虑双馈入系统之间电气距离的影响，则对于并联系统还有如下表达式：
Figure BDA0002612625230000111
式中，ω表示自然角频率；
Figure BDA0002612625230000112
以及
Figure BDA0002612625230000113
分别代表PCC节点电压在主电路坐标系下的dq轴小信号分量；GPLLA，GPLLB代表A系统与B系统锁相环闭环传递函数；RlineA，RlineB，LlineA以及LlineB分别代表A系统与B系统之间等效电气距离的电阻与电感。Rg以及Lg以及LlineB分别代表交流系统等效电阻与电感。
步骤23中，根据双馈入VSC系统输出电流小信号数学模型，得到表征双馈入VSC系统参考值扰动与对应电流响应之间的闭环反馈系统；
将式(8)代入到式(9)消去电压小信号分量与锁相环相角小信号分量，可得到双馈入VSC输电系统电流扰动与其参考值扰动间关系，即为表征双馈入VSC输电系统参考值扰动与对应输出电流响应之间的电流闭环反馈系统模型，具体如下：
Figure BDA0002612625230000121
其中，
Figure BDA0002612625230000122
简化成矩阵的表达形式：
Figure BDA0002612625230000131
其中，
Figure BDA0002612625230000132
求解上式，可得到双馈入VSC系统电流闭环系统模型，即为表征双馈入VSC输电系统参考值扰动与对应输出电流响应之间的电流闭环反馈系统模型，如下：
Figure BDA0002612625230000133
其中，
Figure BDA0002612625230000141
步骤24中，根据双馈入VSC输电系统建立的电流闭环反馈系统，提取包含其稳定性信息的公共单位负反馈结构，得到单输入单输出闭环系统模型；所述公共单位负反馈结构：表示闭环传递函数矩阵中所有的闭环传递函数有相同的闭环传递函数表达式，即(14)中的公因式1/(1+G0)，即为相同的单位负反馈结构。
式(14)表明其闭环传递函数矩阵中拥有相同的单位负反馈结构，系统稳定性相关的信息仅包含在其控制结构中。因此，由上式(14)可以得出双馈入VSC系统单输入单输出闭环系统模型为：
Figure BDA0002612625230000142
其中G0可以通过公式(13)和(15)计算获得，是与输电系统的主电路与控制参数相关的量，所述主电路参数与控制系统参数包括电阻、电感和电流环PI参数，锁相环PI参数等；本实施例中分别包括A系统与B系统换流器滤波电阻与电感ReqA,ReqB,LeqA以及LeqB，A系统与B系统变压器等效电阻与电感RtA,RtB,LtA以及LtB；A系统与B系统桥臂等效电阻与电感RarmA，RarmB,LarmA以及LarmB，A系统与B系统联络线等效电阻与电感RlineA,RlineB,LlineA以及LlineB；交流系统等效电阻与电感Rg与Lg；电流环PI参数GCLA以及GCLB，锁相环闭环传递函数参数GPLLA以及GPLLB。
可选的，可以将双馈入系统的单输入单输出开环传递函数分为：表征参考系统对双馈入系统稳定性产生的影响的参考系统单输入单输出传递函数，以及表征双馈入VSC输电系统之间的耦合影响的双馈入耦合单输入单输出传递函数。具体为：
进一步的，若假设A系统为参考系统，上述开环传递函数可以分为两个部分：
G0＝GeqGcouple (17)
其中，
Figure BDA0002612625230000151
上式中，Geq称为等效单馈入单输入单输出传递函数，表征参考系统对双馈入系统稳定性产生的影响，Gcouple称为双馈入耦合单输入单输出传递函数，表征双馈入VSC输电系统之间的耦合影响。
步骤2中，获取待测试的双馈入VSC输电系统的主电路参数与控制参数数据，根据单输入单输出闭环传递函数的闭环极点分布或开环传递函数方程分析影响双馈入柔性直流输电系统稳定性。
具体的，步骤2中，可以通过计算闭环系统极点特征或单输入单输出Nyquist判据，从而获得输电系统的稳定性。
由上式(17)可得，当单输入单输出闭环传递函数Gclosed的闭环极点实部均小于0时，双馈入VSC系统稳定。当其出现实部大于0的闭环极点时，系统失去稳定。同样，系统的稳定性也包含于上式对应的开环传递函数G0中，由开环传递函数伯德图的幅值裕度和相角裕度，或Nyquist判据均可判定系统稳定性。
具体实施例中，为了验证本实施例所提方法，使用本实施例中建立的闭环传递函数模型，基于扫频验证与时域仿真验证分析并网逆变器系统的稳定性。
主电路参数设置为：SCR＝1.2，换流器等效电感Leq为0.167，换流器等效阻抗为0.9188。控制参数为电流环带宽120Hz，锁相环带环50Hz。首先，假设系统稳态运行功率为P＝0.85p.u.，2s时，在时域仿真模型A系统d轴参考值中注入幅值为0.015p.u.电流环参考值的阶跃扰动，给出此时d轴电流响应曲线以及傅里叶分解后的谐波阶次分析结果。同时，根据稳态功率水平，给出此时采用本发明中提出模型画出的闭环传递函数极点图与开环传递函数零点图，对比解析判定失稳频率结果与仿真分析失稳频率结果。
然后，假设系统稳态运行功率为P＝0.6p.u.，时域仿真模型A系统d轴参考值中注入幅值为0.05p.u.，频率为1Hz-1000Hz的电流环参考值的扰动，测量对应频率下的电流响应，画出基于时域仿真的双馈入VSC系统频率响应曲线。同时，根据本实施例中提出的闭环传递函数，画出相同稳态条件下的解析频域曲线，即伯德图，给出解析曲线与计算曲线的对比图；为验证解析传递函数的时域响应特性，2s时，在时域仿真模型A系统d轴参考值中注入幅值为0.05p.u.，频率为40Hz的电流环参考值的扰动，分别给出有时域仿真得到的仿真曲线以及由解析传递函数进行反拉普拉斯变换计算得出的解析曲线。
图9(a)给出了使用本实施例提出闭环系统进行双馈入VSC系统失稳频率判定的结果。由图中结果可以看出由闭环传递函数极点得到一对共轭复根2.3±j406.3rad/s，即失稳频率约64.66Hz。由开环传递函数Nyquist图得到的幅值截止频率为406rad/s，即约64.64Hz。而由时域仿真得到的电流响应振荡周期约为0.0154s，对应傅里叶分解后的失稳频率为408.407rad/s，即约65Hz。综上可得，所提出闭环系统模型可以准确用于双馈入VSC系统失稳频率判定。
图9(b)给出了使用本实施例提出闭环系统进行扫频验证以及时域仿真验证的结果。由图9(b)结果可以看出，由本实施例提出的闭环系统解析表达式计算得出的伯德图频率响应，与由在仿真模型中进行扫频分析得到的频率响应曲线几乎完全一致。表明所提出的闭环传递函数模型可以准确的反映系统闭环传递函数频率响应特性。进一步的，图9(b)中的时域仿真结果分析表明，有仿真模型得到的时域仿真值与对应稳态条件下根据闭环解析传递函数计算得出的解析值完全一致，表明所提出的闭环传递函数模型同样可以准确的反映系统受扰后的时域动态特性。
实施例2
本实施例提供一种双馈入VSC输电系统稳定性评估系统，包括：
数据获取模块：被配置为用于获取待测试的双馈入VSC输电系统的系统主电路参数与控制参数；
稳定性评估模块：被配置为用于将获得的系统主电路参数与控制参数，输入至构建的输入单输出传递函数模型判断双馈入VSC输电系统的稳定性；
所述单输入单输出传递函数模型为：根据双馈入VSC输电系统的双闭环控制系统，提取表征双馈入VSC输电系统稳定性特征的电流环单位负反馈闭环系统，根据电流环单位负反馈闭环系统，获得的VSC输出电流的单输入单输出传递函数模型。
作为进一步的技术方案，还包括单输入单输出传递函数模型构建模块包括：
输电系统数学模型构建模块：被配置用于根据双馈入VSC输电系统典型拓扑建立数学模型；
线性化处理模块：被配置用于将双馈入VSC输电系统的数学模型线性化，得到双馈入VSC系统输出电流小信号数学模型；
简化模块：被配置用于根据双馈入VSC系统输出电流小信号数学模型，得到表征双馈入VSC系统参考值扰动与对应电流响应之间的单输入单输出电流闭环反馈系统；
单输入单输出闭环系统模型提取模块：被配置用于根据双馈入VSC输电系统建立的电流闭环反馈系统，提取包含其稳定性信息的公共单位负反馈结构，得到单输入单输出闭环系统模型。
实施例3
本实施例提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成实施例1的方法所述的步骤。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法，其特征是，包括如下步骤：
获取待测试的双馈入VSC输电系统的系统主电路参数与控制参数；
将获得的系统主电路参数与控制参数，输入至构建的输入单输出传递函数模型判断双馈入VSC输电系统的稳定性；
所述单输入单输出传递函数模型为：根据双馈入VSC输电系统的双闭环控制系统，提取表征双馈入VSC输电系统稳定性特征的电流环单位负反馈闭环系统，根据电流环单位负反馈闭环系统，获得的VSC输出电流的单输入单输出传递函数模型。
2.如权利要求1所述的一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法，其特征是：根据双馈入VSC输电系统的双闭环控制系统，提取表征双馈入VSC输电系统稳定性特征的电流环单位负反馈闭环系统，根据电流环单位负反馈闭环系统，获得VSC输出电流的单输入单输出传递函数模型的方法，具体为：
根据双馈入VSC输电系统典型拓扑建立数学模型；
将双馈入VSC输电系统的数学模型线性化，得到双馈入VSC系统输出电流小信号数学模型；
根据双馈入VSC系统输出电流小信号数学模型，得到表征双馈入VSC系统参考值扰动与对应电流响应之间的单输入单输出电流闭环反馈系统；
根据双馈入VSC输电系统建立的电流闭环反馈系统，提取包含其稳定性信息的公共单位负反馈结构，得到单输入单输出闭环系统模型。
3.如权利要求2所述的一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法，其特征是：所述双馈入VSC系统输出电流小信号数学模型，考虑VSC系统之间锁相环参数不同的情况，该模型包含不同VSC锁相环相角误差因素。
4.如权利要求2所述的一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法，其特征是：所述单输入单输出闭环系统模型包括：适用于双馈入VSC输电系统单输入单输出闭环传递函数以及其对应的单输入单输出开环传递函数。
5.如权利要求4所述的一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法，其特征是：单输入单输出闭环系统模型：
Figure FDA0002612625220000021
Gclosed为单输入单输出闭环传递函数，Gopen为单输入单输出开环传递函数，G0为由双馈入VSC输电系统的主电路参数与控制参数决定的量。
6.如权利要求5所述的一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法，其特征是：所述双馈入系统的单输入单输出开环传递函数包括：表征参考系统对双馈入系统稳定性产生的影响的参考系统单输入单输出传递函数，以及表征双馈入VSC输电系统之间的耦合影响的双馈入耦合单输入单输出传递函数。
7.如权利要求1所述的一种双馈入VSC输电系统稳定性评估方法，其特征是：根据系统主电路参数与控制参数计算单输入单输出传递函数模型判断双馈入VSC输电系统的稳定性，具体为：根据单输入单输出闭环传递函数的闭环极点分布或开环传递函数方程的单输入单输出Nyquist判据，分析双馈入柔性直流输电系统稳定性。
8.一种双馈入VSC输电系统稳定性评估系统，其特征是，包括：
数据获取模块：被配置为用于获取待测试的双馈入VSC输电系统的系统主电路参数与控制参数；
稳定性评估模块：被配置为用于将获得的系统主电路参数与控制参数，输入至构建的输入单输出传递函数模型判断双馈入VSC输电系统的稳定性；
所述单输入单输出传递函数模型为：根据双馈入VSC输电系统的双闭环控制系统，提取表征双馈入VSC输电系统稳定性特征的电流环单位负反馈闭环系统，根据电流环单位负反馈闭环系统，获得的VSC输出电流的单输入单输出传递函数模型。
9.如权利要求8所述的一种双馈入VSC输电系统稳定性评估系统，其特征是，还包括单输入单输出传递函数模型构建模块包括：
输电系统数学模型构建模块：被配置用于根据双馈入VSC输电系统典型拓扑建立数学模型；
线性化处理模块：被配置用于将双馈入VSC输电系统的数学模型线性化，得到双馈入VSC系统输出电流小信号数学模型；
简化模块：被配置用于根据双馈入VSC系统输出电流小信号数学模型，得到表征双馈入VSC系统参考值扰动与对应电流响应之间的单输入单输出电流闭环反馈系统；
单输入单输出闭环系统模型提取模块：被配置用于根据双馈入VSC输电系统建立的电流闭环反馈系统，提取包含其稳定性信息的公共单位负反馈结构，得到单输入单输出闭环系统模型。
10.一种计算机可读存储介质，其特征是，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7任一项方法所述的步骤。
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