CN115313473A - 一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法 - Google Patents

一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115313473A
CN115313473A CN202210787918.XA CN202210787918A CN115313473A CN 115313473 A CN115313473 A CN 115313473A CN 202210787918 A CN202210787918 A CN 202210787918A CN 115313473 A CN115313473 A CN 115313473A
Authority
CN
China
Prior art keywords
positive
negative sequence
fault
inverter
fault current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210787918.XA
Other languages
English (en)
Inventor
贾科
刘浅
杨彬
郑黎明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
North China Electric Power University
Original Assignee
North China Electric Power University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by North China Electric Power University filed Critical North China Electric Power University
Priority to CN202210787918.XA priority Critical patent/CN115313473A/zh
Publication of CN115313473A publication Critical patent/CN115313473A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/40—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation wherein a plurality of decentralised, dispersed or local energy generation technologies are operated simultaneously

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明提出一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法，根据逆变电源正负序解耦控制系统中不同类型正负序分离环节所期望的传递函数，结合不同类型正负序分离环节的输入—输出关系和调制定理，得到不同类型正负序分离环节的传递函数；根据正负序解耦控制下的逆变电源复频域电路响应及控制响应方程，结合所期望的传递函数，得出逆变电源故障电流表达式；基于传递函数降阶法化简传递函数并得到传递函数的一般性简化形式，实现正负序解耦控制下的逆变电源故障全阶段电流解析。本发明所提方法，可以求解不同类型正负序分离环节一般性的低阶简化形式，并能将其应用于逆变电源故障电流的解析表达当中，解析精度高、形式简单，适用于实际故障分析。

Description

一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法
技术领域
本发明属于电力系统控制技术领域，尤其涉及一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法。
背景技术
随着越来越多的新能源电源(如风电、光伏)接入电力系统，电网的电源结构随之发生着深刻的变化。经换流器直接并网的新能源电源(逆变电源)的电气结构、系统控制和设备运行与传统的同步机电源存在着显著的差异，相比于传统同步机电源的强电磁特征，逆变电源受制于并网换流器，其过流能力差，呈现弱电源特征，导致逆变电源短路电流受限、畸变，从而威胁系统安全运行，影响系统保护的正确动作。
短路故障发生后，负序故障电流对于系统的保护与控制具有重要的影响，因此越来越多的逆变电源采用正负序解耦控制并入电网，从而实现负序故障电流的注入/吸收/抑制。其中，正负序分离环节是正负序解耦控制系统中的关键技术手段，其故障期间的动态响应对逆变器故障特性有着重要影响，但是常规基于序分量耦合控制下的逆变电源故障分析方法在等值过程中往往忽略正负序分离环节所带来的控制延时影响，导致故障电流分析误差增大，难以获得正负序解耦控制下准确的逆变电源故障电流特征，因而对逆变电源的故障特性分析不够充分，无法为新能源接入后电力系统的保护新原理提供正确的理论研究基础及有效校验手段。
发明内容
针对上述问题，本发明对故障发生后逆变电源正负序分离环节的传递函数关系进行了深刻的分析，发现了控制系统引入正负序分离环节后所导致短路电流的高阶、耦合特征。从而提出了一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法，可以精确反映逆变电源的短路电流变化规律，从而为保护相关问题奠定基础。
一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法，包括：
步骤1：根据逆变电源正负序解耦控制系统中不同类型正负序分离环节所期望的传递函数，结合不同类型正负序分离环节的输入—输出关系和调制定理，得到不同类型正负序分离环节的传递函数；
步骤2：根据正负序解耦控制下的逆变电源复频域电路响应及控制响应方程，结合逆变电源正负序解耦控制系统中不同类型正负序分离环节所期望的传递函数，得出逆变电源故障电流表达式；
步骤3：基于传递函数降阶法化简正负序分离环节的传递函数并得到不同类型正负序分离环节传递函数的一般性简化形式，实现正负序解耦控制下的逆变电源故障全阶段电流解析。
本发明的有益效果在于：本发明所提方法，可以求解不同类型正负序分离环节一般性的低阶简化形式，并能将其应用于逆变电源故障电流的解析表达当中，解析精度高，解析形式简单，适用于实际故障分析，具有一定优势。
附图说明
图1是典型的逆变电源送出系统及正负序解耦控制结构示意图；
图2(a)-2(e)是不同类型正负序分离环节结构示意图；
图3是计及正负序解耦控制的逆变电源故障电流响应示意图；
图4是逆变电源故障阶段划分示意图；
图5(a)和图5(b)是基于DSRF正负序分离环节的故障电流响应；
图6(a)和图6(b)是基于DCCF正负序分离环节的故障电流响应；
图7(a)和图7(b)是基于DSOGI正负序分离环节的故障电流响应；
图8(a)和图8(b)是基于DSC正负序分离环节的故障电流响应；
图9(a)和图9(b)是基于NF正负序分离环节的故障电流响应。
具体实施方式
下面结合附图，对实施例作详细说明。
一种计及正负序解耦控制的逆变电源故障电流解析方法，包括：
步骤1：分析逆变电源正负序解耦控制系统中不同类型正负序分离环节的传递函数关系；
首先对逆变电源控制系统中的正负序分离环节进行分析，以此作为正负序解耦控制下逆变电源故障电流解析的理论基础。
如图1所示为典型逆变电源送出系统及正负序解耦控制结构示意图，其中常用的几种不同类型的正负序分离结构如双同步旋转坐标系(dual synchronous referenceframe，DSRF)结构、双复系数滤波器(dual complex-coefficient filter， DCCF)结构、双二阶广义积分器(dual second-order generalized integrator，DSOGI) 结构、延时信号消除(delayed signal cancellation，DSC)结构及陷波器(notch filter， NF)，其结构分别如图2(a)、图2(b)、图2(c)、图2(d)及图2(e)所示。
根据图2中不同类型正负序分离环节的输入—输出关系，可以得到正负序分离环节所期望的传递函数关系为：
Figure BDA0003732268240000031
式中，s表示拉普拉斯算子；Xdq(s)为系统电气量真值，Xdq(s)＝[Xd +(s),Xq +(s),Xd –(s),Xq –(s)]T，
Figure BDA0003732268240000032
为正负序分离环节所测得的估计值，下标d、q表示同步旋转坐标系下的电气量；
Figure BDA0003732268240000033
为正负序分离环节的目标传递函数，上标
Figure BDA0003732268240000034
表示不同类型的正负序分离环节。
根据式(1)，进一步利用下面如式(2)所示的调制定理的公知公式，结合不同类型正负序分离环节的具体控制结构即可求解式(1)所示的正负序分离环节的传递函数
Figure BDA0003732268240000045
Figure BDA0003732268240000041
式中，j为虚数单位；ω为锁相环检测相角。
两相静止坐标系下，基于DSRF的正负序分离环节的输入-输出关系为：
Figure BDA0003732268240000042
式中，
Figure BDA0003732268240000043
为两相静止坐标系下DSRF结构的输出量，Xαβ(s)＝[Xα(s),Xβ(s)]T为两相静止坐标系下DSRF结构的输入量，下标α、β表示两相静止坐标系下的电气量；ωp为DSRF结构中所采用的一阶通滤波器的截止频率。
结合如式(4)所示的从两相静止坐标系到两相旋转坐标系公知的坐标变换方程，并将式(2)代入式(3)，可得基于DSRF的正负序分离环节的传递函数 HDSRF(s)中的元素如式(5)所示。
Figure BDA0003732268240000044
Figure BDA0003732268240000051
式中，H22＝H33＝H44＝H11，H21＝H34＝-H43＝-H12，H31＝H42＝H24＝H13，H41＝ -H32＝-H23＝H14。
对于基于双复系数滤波器的正负序分离环节而言，其在两相静止坐标系内的输入-输出关系与式(3)完全相同，因此HDCCF(s)＝HDSRF(s)。
同理，将式(2)及坐标变换方程式(4)代入基于双二阶广义积分器的正负序分离环节在两相静止坐标系下的输入-输出关系，可得HDSOGI(s)为：
Figure BDA0003732268240000052
式中，k表示DSOGI结构中的相关常数，H22＝H33＝H44＝H11，H21＝H34＝-H43＝ -H12，H31＝H42＝H24＝H13，H41＝-H32＝-H23＝H14。
根据图2(d)可得基于延时信号消除的正负序分离环节在两相静止坐标系下的输入-输出关系为：
Figure BDA0003732268240000053
式中，T＝Tg/4，Tg表示一个工频周期。
将式(2)代入式(7)并进行如式(4)所示的坐标变换，可以得到HDSC(s)为：
Figure BDA0003732268240000061
根据图2(e)可得基于陷波器的正负序分离环节在两相旋转坐标系下的输入-输出关系为：
Figure BDA0003732268240000062
式中，NF(s)表示陷波器的传递函数；Z表示图2(e)中对应的列向量。
将Zdq(s)用Xdq(s)表示并将式(2)代入式(9)可得HNF(s)为：
Figure BDA0003732268240000063
根据上述分析，即可得到逆变电源正负序解耦控制系统中常用的几种正负序分离环节的传递函数表达式，对
Figure BDA0003732268240000065
运用拉氏终值定理可以发现，
Figure BDA0003732268240000066
中的主对角线元素均变为1，而非主对角线元素为0，从而说明
Figure BDA0003732268240000067
具有主对角线元素持续影响暂、稳态响应而非主对角线元素仅影响暂态过程的特征。
步骤2：根据换流器控制响应及电路响应，推导详细的逆变电源故障电流表达式；
列写正负序解耦控制下的逆变电源复频域电路响应及控制响应方程分别为：
Figure BDA0003732268240000064
式中，Pd(s)＝(Ls+R)，表示滤波器传递函数，其中L与R分别表示滤波电感和滤波电阻；Udq、Idq、Edq分别表示同步旋转坐标系下换流器端口电压u、并网电流i及机端电压e的列向量(包含正序及负序分量)；Q为由-1，0，1构成的符号矩阵；PI(s)＝(kp+ki/s)，表示电流控制器传递函数，其中kp与ki分别表示电流环比例系数和积分系数；上标*表示相应的参考值。
将(1)代入式(11)并进行化简，可得到逆变电源复频域故障电流表达式为：
Figure BDA0003732268240000071
式中，I表示单位矩阵；G11＝PI(s)H11+Pd(s)+ωLH21，G12＝PI(s)H12+ωL(H22-1)，G13＝PI(s)H13+ωLH23，G14＝PI(s)H14+ωLH24；G22＝G33＝G44＝G11，G21＝G34＝-G43＝ -G12，G31＝G42＝G24＝G13，G41＝-G32＝-G23＝G14。
图3即为式(12)所示的计及正负序解耦控制的逆变电源故障电流响应示意图，其中以d轴正序电流为例进行说明，可以看出正负序解耦控制下逆变电源故障电流呈现出高阶特性及耦合特征，从而导致系统复杂，难以应用于故障分析当中。
步骤3：基于传递函数降阶法化简正负序分离环节并得到不同类型正负序分离环节的一般性简化形式，实现正负序解耦控制下的逆变电源故障全阶段电流解析。
为将计及正负序解耦控制的逆变电源故障电流解析方法用于实际的故障分析当中，需要对式(12)进行一定的简化。造成式(12)高阶特性的主要原因在于
Figure BDA0003732268240000072
中主对角线元素的高阶传递函数关系，而导致式(12)耦合特性的主要原因在于
Figure BDA0003732268240000073
中非主对角线元素的存在。因此，需要对这两类元素进行化简。
对于前述5种不同类型的正负序分离环节而言，
Figure BDA0003732268240000074
中的非主对角线元素主要带来耦合的影响，即其会对逆变电源故障响应造成一定的延时，因此可以通过增大系统中的滤波器电感来等效延时影响，即将Pd(s)改写为Pdm(s)＝(λLs+R)，从而忽略非主对角线元素。基于对
Figure BDA0003732268240000075
中非主对角线元素的简化，对于采用 DSRF，DCCF，DSOGI这三种结构的正负序分离环节来说，
Figure BDA0003732268240000076
中将仅保留高阶的主对角线元素，以k＝2且ωp＝100π为例(其他k与ωp取值分析方法相同)，对式(5)-(6)进行传递函数降阶处理，可得化简后HDSRF(s)，HDCCF(s)及HDSOGI(s) 中的主对角线元素为：
Figure BDA0003732268240000081
对于基于DSC结构的正负序分离环节而言，滞后环节e-sT项导致其分析复杂，因此利用一阶Padé近似并取工频周期为50Hz，对HDSC(s)中的主对角元素进行有理分式逼近可得：
Figure BDA0003732268240000082
由于基于NF的正负序分离环节通常需要较窄的带宽来消除谐波的影响，因此可以忽略NF(s)中的二次项，将其表示在低频范围中，以k＝0.707且ωp＝200π为例(其他k与ωp取值分析方法相同)，可得：
Figure BDA0003732268240000083
基于上述近似和简化，不同类型正负序分离环节的传递函数
Figure BDA0003732268240000085
可以在同步旋转坐标系下用一阶低通滤波器的形式
Figure BDA0003732268240000086
统一表示，则可得简化后正负序分离环节输入与输出的传递关系为：
Figure BDA0003732268240000084
式中，ωf表示降阶简化后正负序分离环节动态响应传递函数的截止频率，其值取决于具体的正负序分离方法，如DSRF，DCCF等。
根据图4所示逆变电源故障阶段划分示意图，在不同故障阶段实现逆变电源故障电流的解析表达。
针对故障检测阶段(以下简称阶段1)，由于此时逆变电源还未检测到故障发生，因此仍保留正常运行时的功率外环控制，由于功率外环带宽较窄，因此可认为这一阶段其生成的电流指令未发生变化，因此将式(12)中的电流指令激励置零并将简化后的正负序分离环节动态响应式(16)代入式(12)可得简化后阶段1的逆变电源故障电流与机端电压间的传递函数为：
Figure BDA0003732268240000091
对式(17)进行拉氏反变换并假设λ＝1，可得故障电流表达式为：
Figure BDA0003732268240000092
式中，t0表示故障发生时刻，tc表示阶段1结束时刻(进入控制响应暂态阶段时刻)，1/τ＝R/L，ωn＝(ωcωf)1/2，ξ＝ωn/(2ωc)，M＝(1-ξ2)1/2，1/A＝(ωn-τ)2+M2。
当换流器检测到短路故障后，外环将被切除，换流器将切换至故障穿越控制模式，电流指令将由故障穿越控制计算得到。此时，控制系统将进入由电流控制环所主导的控制响应暂态(以下简称阶段2)，式(12)中的电流指令激励开始作用，且阶段1的电压激励始终有影响。同理，将(16)代入(12)，可将阶段2 中电流指令激励对应的故障电流响应化简为：
Figure BDA0003732268240000093
对式(19)进行反拉氏变换并结合式(18)可得阶段2的逆变电源故障电流表达式为：
Figure BDA0003732268240000094
式中，tf表示控制暂态响应阶段结束时刻(进入故障稳态时刻)。
对于故障稳态(阶段3)，式(20)中的衰减项衰减为0，故障电流完全追踪故障穿越控制所生成的故障稳态电流指令(此处为d轴正序电流指令值Id +*)，即 id3 +(t)＝Id +*，t≥tf。
根据上述理论分析即可实现逆变电源正负序解耦控制下全阶段故障电流解析表达。
下面通过仿真实验对本发明的方法进行验证。本发明在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建了如图1所示的容量为0.5MW的逆变电源仿真模型。为验证本发明所提逆变电源正负序解耦控制下的故障全阶段电流解析效果，以下分别针对如图2所示的5种正负序分离结构进行所提方法计算电流与仿真电流的对比验证。
图5-图9分别为图2中不同类型正负序分离环节结构下的故障电流响应，图5 (a)、图6(a)、图7(a)、图8(a)及图9(a)分别表示三相对称短路故障下(故障后正序电压跌落至0.4p.u.)，基于DSRF、基于DCCF、基于DSOGI、基于DSC及基于NF的正负序分离控制下的故障电流。图5(b)、图6(b)、图7 (b)、图8(b)及图9(b)分别表示BC相间短路故障下(故障后正序电压跌落至0.6p.u.)，基于DSRF、基于DCCF、基于DSOGI、基于DSC及基于NF的正负序分离控制下的故障电流，阶段1、2、3分别对应于图4中故障后的3个不同阶段。
根据图5-图9可以看出，本发明所提故障电流解析方法计算电流在不同故障阶段均与仿真电流高度吻合，能够准确刻画出逆变电源正负序解耦控制下的短路电流变化规律，且该方法适用于不同的故障条件，其一般性的解析形式能够详细反映不同阶段逆变电源故障电流的影响因素。本发明所提方法解析精度较高的主要原因在于充分考虑了正负序解耦控制系统中正负序分离环节的动态响应，且对其复杂高阶形式进行了一般性的推演，得到适用于故障分析的统一的低阶解析表达，从而将其进一步应用于故障电流解析当中。需要说明的是，图 5-图9中计算值与仿真值仍旧存在部分误差，这些误差主要来源于解析过程中的简化。
此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法，包括：
步骤1：根据逆变电源正负序解耦控制系统中不同类型正负序分离环节所期望的传递函数，结合不同类型正负序分离环节的输入—输出关系和调制定理，得到不同类型正负序分离环节的传递函数；
步骤2：根据正负序解耦控制下的逆变电源复频域电路响应及控制响应方程，结合逆变电源正负序解耦控制系统中不同类型正负序分离环节所期望的传递函数，得出逆变电源故障电流表达式；
步骤3：基于传递函数降阶法化简正负序分离环节的传递函数并得到不同类型正负序分离环节传递函数的一般性简化形式，实现正负序解耦控制下的逆变电源故障全阶段电流解析。
2.根据权利要求1所述的一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法，其特征在于：所述步骤1中正负序分离环节所期望的传递函数关系为：
Figure FDA0003732268230000011
式中，s表示拉普拉斯算子；Xdq(s)为系统电气量真值，Xdq(s)＝[Xd +(s),Xq +(s),Xd –(s),Xq –(s)]T，
Figure FDA0003732268230000013
为正负序分离环节所测得的估计值，下标d、q表示同步旋转坐标系下的电气量；
Figure FDA0003732268230000014
为正负序分离环节的目标传递函数，上标
Figure FDA0003732268230000015
表示不同类型的正负序分离环节。
3.根据权利要求2所述的一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法，其特征在于：所述步骤2中，正负序解耦控制下的逆变电源复频域电路响应及控制响应方程分别为：
Figure FDA0003732268230000012
逆变电源复频域故障电流表达式为：
Figure FDA0003732268230000021
式中，ω为锁相环检测相角，Pd(s)＝(Ls+R)，表示滤波器传递函数，其中L与R分别表示滤波电感和滤波电阻；Udq、Idq、Edq分别表示同步旋转坐标系下换流器端口电压u、并网电流i及机端电压e的列向量(包含正序及负序分量)；Q为由-1，0，1构成的符号矩阵；PI(s)＝(kp+ki/s)，表示电流控制器传递函数，其中kp与ki分别表示电流环比例系数和积分系数；上标*表示相应的参考值；I表示单位矩阵；G11＝PI(s)H11+Pd(s)+ωLH21，G12＝PI(s)H12+ωL(H22-1)，G13＝PI(s)H13+ωLH23，G14＝PI(s)H14+ωLH24；G22＝G33＝G44＝G11，G21＝G34＝-G43＝-G12，G31＝G42＝G24＝G13，G41＝-G32＝-G23＝G14。
4.根据权利要求3所述的一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法，其特征在于：所述步骤3中，通过增大系统中的滤波器电感来等效延时影响，即将Pd(s)改写为Pdm(s)＝(λLs+R)，从而忽略
Figure FDA0003732268230000025
的非主对角线元素；在非主对角线元素简化的基础上，对于采用DSRF、DCCF、DSOGI这三种结构的正负序分离环节来说，
Figure FDA0003732268230000026
中将仅保留高阶的主对角线元素；对于基于DSC结构的正负序分离环节，利用一阶
Figure FDA0003732268230000027
近似并取工频周期为50Hz，对其主对角元素进行有理分式逼近；对于基于NF的正负序分离环节，忽略NF(s)中的二次项，将其表示在低频范围中；不同类型正负序分离环节的传递函数
Figure FDA0003732268230000022
可以在同步旋转坐标系下用一阶低通滤波器的形式
Figure FDA0003732268230000023
统一表示，则可得简化后正负序分离环节输入与输出的传递关系为：
Figure FDA0003732268230000024
式中，ωf表示降阶简化后正负序分离环节动态响应传递函数的截止频率，其值取决于具体的正负序分离方法。
5.根据权利要求4所述的一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法，其特征在于：所述步骤3中，逆变电源复频域故障可分为故障检测阶段、控制响应暂态阶段和故障稳态阶段；
故障检测阶段，将逆变电源复频域故障电流表达式中的电流指令激励置零，并将简化后传递函数代入逆变电源复频域故障电流表达式，可得简化后故障检测阶段的逆变电源故障电流与机端电压间的传递函数为：
Figure FDA0003732268230000031
对式(17)进行拉氏反变换并假设λ＝1，可得故障电流表达式为：
Figure FDA0003732268230000032
Figure FDA0003732268230000033
式中，t0表示故障发生时刻，tc表示阶段1结束时刻(进入控制响应暂态阶段时刻)，1/τ＝R/L，ωn＝(ωcωf)1/2，ξ＝ωn/(2ωc)，M＝(1-ξ2)1/2，1/A＝(ωn-τ)2+M2；
控制响应暂态阶段，换流器将切换至故障穿越控制模式，电流指令激励开始作用，且故障检测阶段的电压激励始终有影响，将简化后传递函数代入逆变电源复频域故障电流表达式，反拉氏变换后结合故障检测阶段的逆变电源复频域故障电流表达式，得到控制响应暂态阶段的逆变电源复频域故障电流表达式：
Figure FDA0003732268230000034
Figure FDA0003732268230000035
式中，tf表示控制暂态响应阶段结束时刻；
故障稳态阶段，控制响应暂态阶段的逆变电源复频域故障电流表达式中的衰减项衰减为0，故障电流完全追踪故障穿越控制所生成的故障稳态电流指令即id3 +(t)＝Id +*，t≥tf，Id +*为d轴正序电流指令值。
CN202210787918.XA 2022-07-06 2022-07-06 一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法 Pending CN115313473A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210787918.XA CN115313473A (zh) 2022-07-06 2022-07-06 一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210787918.XA CN115313473A (zh) 2022-07-06 2022-07-06 一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115313473A true CN115313473A (zh) 2022-11-08

Family

ID=83856535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210787918.XA Pending CN115313473A (zh) 2022-07-06 2022-07-06 一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115313473A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116365580A (zh) * 2022-12-09 2023-06-30 天津大学 一种海上风电送出系统的短路电流计算模型的建立方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116365580A (zh) * 2022-12-09 2023-06-30 天津大学 一种海上风电送出系统的短路电流计算模型的建立方法
CN116365580B (zh) * 2022-12-09 2024-06-14 天津大学 一种海上风电送出系统的短路电流计算模型的建立方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Resonance issues and damping techniques for grid-connected inverters with long transmission cable
WO2018176599A1 (zh) 基于mmc的柔性直流及直流电网机电暂态仿真方法及系统
CN109412191B (zh) 一种用于高压直流输电系统的锁相方法、装置和设备
CN103472282B (zh) 一种基于自适应原理的fbd谐波电流检测方法
CN105119509A (zh) 适用于不对称交流电网的mmc直接环流抑制方法
US11774994B2 (en) Method for current limitation of a virtual synchronous machine
CN111239491B (zh) 采用实物控制器扰动注入的广义阻抗实时实验测量方法
Zhang et al. Frequency-coupled impedance modeling and resonance analysis of DFIG-based offshore wind farm with HVDC connection
CN108879775B (zh) 一种考虑电流限值的电网不平衡光伏逆变器协调控制方法
CN108414838B (zh) 一种逆变器并联系统线路阻抗测量方法
CN115313473A (zh) 一种计及逆变电源正负序解耦控制的故障电流解析方法
CN111157798A (zh) 一种基于实时仿真机和实物控制器的阻抗测量系统
CN105529736B (zh) 撬棒投入双馈风电机群故障电流等值模型计算方法
Tao et al. An advanced islanding detection strategy coordinating the newly proposed v detection and the rocof detection
CN103117562A (zh) 一种高压级联能量回馈变频器功率模块的控制方法
CN105305392A (zh) 适用于含电压控型iidg配电网的短路计算对称分量法
CN112511056A (zh) 一种基于相量测量的鲁棒发电机动态状态估计方法
Song et al. Fault steady-state analysis method for the AC system with LCC-HVDC infeed
CN114966323B (zh) 一种基于全时域突变信息的故障识别方法及系统
CN105224732A (zh) 一种船舶电力系统动态实时仿真方法
CN116111558A (zh) 一种图傅里叶变换的变压器差动保护方法、系统及介质
Zheng et al. Technology and engineering application of cross area HVDC interconnection system high-precision simulation modeling based on ADPSS
CN114629112A (zh) 基于二阶广义积分器的锁频环及其控制方法
CN109149598B (zh) 基于电网近端锁相的次同步振荡抑制方法及系统
CN111045329A (zh) 基于自适应模式切换的双馈风机数字物理混合仿真新方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination