CN116582016A - 基于下垂控制的构网型变流器及其序域等效模型构建方法 - Google Patents

基于下垂控制的构网型变流器及其序域等效模型构建方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于下垂控制的构网型变流器及其序域等效模型构建方法，其中方法包括构建构网型变流器下垂控制系统；测量基于下垂控制的构网型变流器系统各种短路故障下的输出电压及输出电流；根据有无限流时的输出电压电流变化情况，分析构网型变流器输出阻抗产生的原因；与同步电机对比，得到构网型变流器的等效模型可以根据不同的故障情况而变化；分析构网型变流器零序下的等效电路模型；分析构网型变流器正序下的等效电路模型；分析构网型变流器零序下的等效电路模型。通过本发明得到的构网型三相三线变流器在序域等效模型，可以对基于构网型变流器的电网络进行稳态分析，有利于继电保护方案的设计，对系统的安全稳定运行具有重要意义。

Description

基于下垂控制的构网型变流器及其序域等效模型构建方法
技术领域
本发明涉及新能源电力系统技术领域，尤其涉及一种基于下垂控制的构网型变流器及其序域等效模型构建方法。
背景技术
近年来，为了实现双碳目标，各地大力发展风电、光伏等可再生能源，由于发电形式的重大变化，电力系统不断朝着高比例新能源发电及高比例电力电子的新型电力系统发展。这一发展趋势对现有的故障分析理论和保护系统提出了挑战，因为同步发电机和分布式变流器之间的故障响应显著不同。
同时，随着新能源和电力电子设备的渗透水平越来越高，这使得电力系统产生了较大的频率波动，系统强度变弱，稳定性问题愈发严重。以往常用的跟网型(grid-following，GFL)控制技术受到了很大的限制，而构网(grid-forming，GFM)控制技术可以提高变流器的电压、频率支撑能力，增强电力系统稳定性。因此，近年来，传统同步机越来越多地被新能源变流器所取代，构网型变流器也被广泛提及和研究，构网型变流器要比传统的跟网型变流器运行更加灵活。因此，我们需要一种三相三线制的构网型变流器，代替跟网型变流器，在电网中起到支撑作用，减少跟网型变流器对系统稳定的影响。
作为故障分析理论的基石，故障建模研究旨在为同步发电机提供简单有效的模型，以计算电力系统规划、设计和保护系统设置中使用的一系列关键参数，如最大涌入电流、稳态故障电流的均方根值等。目前变流器建模的大部分工作集中在小信号模型上，它们考虑了变流器在正常运行条件下的运行特性，所以不能用于故障分析。也有一些文献研究了在故障情况下的响应与模型，但其所提出的模型仍然包括控制回路，这意味着其没有化简为最基础的电气元件，为大规模电力系统的故障分析留下了复杂的模型。序域中电气设备的等效模型对于潮流分析和短路分析至关重要，潮流分析只需要正序模型，短路分析需要用到所有的序列模型。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于下垂控制的构网型变流器及其序域等效模型构建方法，为研究系统故障分析和继电保护设计奠定模型基础。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于下垂控制的三相三线制构网型变流器，包括主电路和控制回路，所述主电路包括三相三线式构网型变流器、与变流器连接的LC型输出滤波器以及电网负载；所述控制回路在构网型变流器的dq域常规控制电压控制模块和电流控制模块的基础上增加了功率控制环，所述功率控制环基于比例积分控制器；
所述功率控制环包括功率计算单元和功率控制模块，所述功率控制模块用于输入主电路中产生的三相电压Uabc和经过滤波器后的回路电流Iabc，通过功率计算单元得到输出的有功功率及无功功率；
所述功率控制模块包括有功控制环和无功控制环，功率控制模块的输入量包括实际有功功率Pe、实际无功功率Qe、参考角速度ω0、有功功率参考值Pref和无功功率参考值Qref，功率控制模块的输出量包括等效电压源角度θ以及电压参考值Vref；
所述电压控制模块输出三相电压的dq分量，以保持逆变型分布式电源输出处的电压幅值为下垂控制模块得到的参考电压幅值；所述电流控制模块对变流器输出的电流进行调节，使变流器输出的电流与电压控制模块输出的电压相对应。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，所述通过功率计算单元得到输出的有功功率及无功功率的计算公式如下：
有功功率Pe的计算公式如下：
无功功率Qe的计算公式如下：
Id表示d轴电流，Iq表示q轴电流，Vd表示d轴电压，Vq表示q轴电压。
进一步地，在所述功率控制模块中，变流器的P-f控制方程和Q-U控制方程如下：
m(Pref-Pe)＝ω-ωN
n(Qref-Qe)＝Vref-VN
其中，m表示有功下垂系数，n表示无功下垂系数，ωN为参考角速度，ω为变流器产生的实际角速度，VN表示电网的基准电压，Vref表示电压参考值。
进一步地，所述控制回路还包括过电流模块，所述过电流模块位于电压控制模块与电流控制模块之间，用于防止线路电流过大，基于矢量直接限流原理，在正常运行条件下，所述过电流模块的电流情况如下式所示：
式中，表示经过电压控制模块得到的dg轴电流，/>表示经过电压控制模块得到的d轴电流，/>表示经过电压控制模块得到的q轴电流，I*表示经过电压控制模块后的电流，Idq-ref表示经过过电流模块后的dq参考电流，Ilim表示电流阈值。
本发明还提出了一种基于下垂控制的三相三线制构网型变流器的序域等效模型构建方法，包括以下步骤：
构建构网型变流器下垂控制系统；
在仿真软件上构建基于下垂控制的构网型变流器系统仿真模型，通过加入三相短路故障来模拟各种线路故障，测量基于下垂控制的构网型变流器在各种短路故障下的有无限流时的输出电压及输出电流；
根据有无限流时的输出电压及输出电流分析构网型变流器输出阻抗产生的原因；
分析构网型变流器零序下的等效电路模型；
分析构网型变流器正序下的等效电路模型，研究该模型中等效输出阻抗的幅值与相位；
分析构网型变流器负序下的等效电路模型，得出构网型变流器负序下的等效电路模型趋于容性。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，所述构网型变流器下垂控制系统包括测量模块、电压电流abc/dq坐标转换模块、有功功率及无功功率计算模块、下垂控制模块、电压电流控制模块以及保护模块。
进一步地，所述分析构网型变流器正序下的等效电路模型，研究该模型中等效输出阻抗的幅值与相位具体为：
当三相电流都小于阈值时，经过电压控制后的输出电压为：
vd＝Vdref
vq＝Vqref
vd表示输出电压，vq表示输出电流，Vdref表示d轴参考电压，Vqref表示q轴参考电压；
当变流器的电流被限制在阈值时，输出电压出现压降而不再根据电压控制所给定的参考值：
vd＝m*VN
vq＝n*VN
其中VN表示电网的基准电压，m和n为常数；
m和n满足
正序输出电压用dq分量表示为
V1＝(m+jn)*VN
V1表示正序输出电压，VN表示电网的基准电压，j为虚数单位；
由于限流器的存在，正序输出电流为：
I1＝Ilim∠θ＝Idlim+jIqlim
其中，I1表示正序输出电压，Ilim表示电流阈值，θ是输出电流的相位角，Idlim表示d轴电流阈值，Iqlim表示q轴电流阈值；
根据输出阻抗公式计算如下：
其中，Z1表示正序输出阻抗，E表示正常运行时的电压，V1表示正序输出电压，I1表示正序输出电压，VN表示电网的基准电压，Ilim表示电流阈值，θ是输出电流的相位角，
正序输出阻抗的幅值为：
其中，Z1表示其正序输出阻抗，VN表示电网的基准电压，Ilim表示电流阈值；
输出阻抗用dg分量表示为：
式中，Z1表示正序输出阻抗，Idlim表示J轴电流阈值，Iqlim表示q轴电流阈值，VN表示电网的基准电压；
变换形式得：
当电压降发生(1-m)或者-n的增益增大时，根据输出电压dq分量和输出电流dq分量的关系得到Z1实数部分大于虚数部分；
在故障刚发生到限流器起作用这个暂态过程中，构网型变流器等效为理想电压源，等效模型中只有负载Rload和故障电阻RF并联，变流器的电流Ig0表示为：
当限流器启动完毕，进入稳态过程时，输出阻抗Z1加入电路中与电压源串联，Z1实数部分大于虚数部分，输出阻抗Z1当作纯电阻R1分析，此时的变流器电流Ig1为：
R1取正值使电流限制为阈值，Rload||RF表示负载Rload和故障电阻RF并联后的等效阻值；
由于输出阻抗Z1的实数部分占主导地位，其相位角限制为：
0≤∠Z1<45°
式中，∠Z1表示输出阻抗Z1相位角。
进一步地，所述分析构网型变流器负序下的等效电路模型，得出构网型变流器负序下的等效电路模型趋于容性具体为：
当发生三相短路故障时，变流器的输出电压保持三相平衡，只输出正序电压，只有正序分量而不包含负序分量；
输出的三相电压失去平衡，当限流器不动作时，电压控制模块调节电压到参考电压值，三相电压恢复平衡；三相电压平衡而三相电流失衡；不对称故障情况下，输出电压没有负序分量，而三相电流具有负序分量，变流器在负序的等效电路等效为短路模型；
当至少一相的限流器动作时，限流器阻止电压调节模块调节电压到参考电压的行为，三相电压发生失衡现象，电压电流都为不平衡状态，负序电压与负序电流都不为零，在电路中等效为单一负序阻抗；
负序电流流过滤波器电容，影响负序输出阻抗的大小，在负序电路中考虑电容Cf，导致负序输出阻抗趋于容性。
进一步地，所述测量基于下垂控制的构网型变流器在各种短路故障下的有无限流时的输出电压及输出电流的采样时间间隔为0.001s。
本发明的有益效果是：
(1)本发明针对现有技术存在的技术问题提供了一种三相三线制的构网型变流器，能够在离网和并网情况下运行，相较于跟网型变流器能够提高电网支撑能力，有更强的用韵范围；
(2)本发明通过对三相三线制的构网型变流器在序列域下的等效电路模型，可用于电力系统的稳态及暂态分析，了解序列域中电气元件的特性，有助于在基于构网型变流的电网中开发可靠的保护方案，对于任何保护功能都至关重要。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种基于下垂控制的三相三线制构网型变流器的序域等效模型构建方法的流程图；
图2为本发明提出的一种基于下垂控制的三相三线制构网型变流器拓扑图；
图3a为无限流的构网型变流器发生对称故障时的输出电压波形图；
图3b为无限流的构网型变流器发生对称故障时的输出电流波形图；
图4a为加入保护模块后变流器发生对称故障时的输出电压波形图；
图4b为加入保护模块后变流器发生对称故障时的输出电流波形图；
图5为本发明所述的构网型变流器的等效模型可以根据不同的故障情况而变化示意图；
图6为本发明所述的零序电路中的变流器模型示意图；
图7a为本发明所述的正序电路中限流器不动作时的变流器模型示意图；
图7b为本发明所述的正序电路中限流器动作时的变流器模型示意图；
图8为本发明所述的输出电压dq分量和输出电流dq分量的关系示意图；
图9a为本发明所述的负序电路中限流器不动作时的变流器模型示意图；
图9b为本发明所述的负序电路中限流器动作时的变流器模型示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
在一实施例中，本发明提出了一种基于下垂控制的三相三线制构网型变流器，该变流器的拓扑结构如图2所示，包括主电路和控制回路，所述主电路包括三相三线式构网型变流器、与变流器连接的LC型输出滤波器以及电网负载；所述控制回路在构网型变流器的dq域常规控制电压控制模块和电流控制模块的基础上增加了功率控制环，所述功率控制环基于比例积分(PI)控制器；
所述功率控制环包括功率计算单元和功率控制模块，所述功率控制模块用于输入主电路中产生的三相电压Uabc和经过滤波器后的回路电流Iabc，通过功率计算单元得到输出的有功功率及无功功率；
所述功率控制模块包括有功控制环和无功控制环，功率控制模块的输入量包括实际有功功率Pe、实际无功功率Qe、参考角速度ω0、有功功率参考值Pref和无功功率参考值Qref，功率控制模块的输出量包括等效电压源角度θ以及电压参考值Vref；
所述电压控制模块输出三相电压的dq分量，以保持逆变型分布式电源输出处的电压幅值为下垂控制模块得到的参考电压幅值；所述电流控制模块对变流器输出的电流进行调节，使变流器输出的电流与电压控制模块输出的电压相对应。
所述通过功率计算单元得到输出的有功功率及无功功率的计算公式如下：
有功功率Pe的计算公式如下：
无功功率Qe的计算公式如下：
Id表示d轴电流，Iq表示q轴电流，Vd表示d轴电压，Vq表示q轴电压。即有功环主要作用于有功电流，无功环作用于无功电流。
在所述功率控制模块中，变流器的P-f控制方程和Q-U控制方程如下：
m(Pref-Pe)＝ω-ωN
n(Qref-Qe)＝Vref-VN
其中，m表示有功下垂系数，n表示无功下垂系数，ωN为参考角速度，ω为变流器产生的实际角速度，VN表示电网的基准电压，Vref表示电压参考值。
所述控制回路还包括过电流模块，所述过电流模块位于电压控制模块与电流控制模块之间，用于防止线路电流过大而损坏半导体器件，同时使变流器可以继续连接微电网，直到故障清除，基于矢量直接限流原理，在正常运行条件下，所述过电流模块的电流情况如下式所不：
式中，表示经过电压控制模块得到的dg轴电流，/>表示经过电压控制模块得到的d轴电流，/>表示经过电压控制模块得到的q轴电流，I*表示经过电压控制模块后的电流，Idq-ref表示经过过电流模块后的dq参考电流，Ilim表示电流阈值。
在另一实施例中，本发明提出了一种基于下垂控制的三相三线制构网型变流器的序域等效模型构建方法，所述序域等效模型包括正序、负序和零序三种情况；该模型构建方法的流程如图1所示，包括以下步骤：
S01、构建构网型变流器下垂控制系统；包括测量模块、电压电流abc/dq坐标转换模块、有功功率及无功功率计算模块、下垂控制模块、电压电流控制模块以及保护模块；
在仿真软件上构建基于下垂控制的构网型变流器系统仿真模型，通过加入三相短路故障来模拟各种线路故障。
S02、测量基于下垂控制的构网型变流器在各种短路故障下的有无限流时的输出电压及输出电流；采集各种短路发生时，变流器的输出电压与输出电流，采样时间间隔为0.001s。
当微电网线路发生故障时，变流器的输出电流将会突然增大，由于构网型变流器的电流承受能力相对较弱，因此可能会出现器件损坏导致大范围停电事故的发生。因此通过合理的电流阈值设置来判断故障的发生，并将电流限制在阈值以下。
限制电流在阈值下的公式为：
I0≤Ilim＝kIN
式中，I0表示变流器的输出电流，Itim表示输出电流控制的阈值，IN表示额定电流，k表示额定电流倍数，不可以过大，一般设置不超过2。
S03、根据有无限流时的输出电压及输出电流分析构网型变流器输出阻抗产生的原因；无限流的构网型变流器发生对称故障时的输出电压和输出电流情况如图3，可以看出，由于没有过电流保护模块，在发生故障时，电网的电流发生了明显的增加，而输出电压不发生变化。根据输出阻抗计算公式可知当过电流保护模块不作用时，输出阻抗几乎为零。
当加入保护模块后，变流器发生对称故障时的输出电压和输出电流情况为图4，故障越严重，电压降便越大，这时的输出阻抗便不再为零。
在故障情况下，同步发电机的响应特性是确定的。与同步发电机不同，构网型变流器的等效模型可以根据不同的故障情况而变化，示意图如图5所示。
S04、分析构网型变流器零序下的等效电路模型；三相三线制的变流器不能产生零序电流，而零序电流为零意味着零序输出阻抗是趋于无穷大的。故障情况不影响其产生影响，其等效电路模型如图6所示。
S05、分析构网型变流器正序下的等效电路模型，研究该模型中等效输出阻抗的幅值与相位；过电流保护模块不作用时，无论是否故障，其电压都是保持不变的，此时的输出阻抗约等于零，构网型变流器相当于是阻抗几乎为零的理想电压源，如图7a所示。
当有任意一相被限流器控制时，电压发生压降，电流被控制在阈值以内。此时正序电路的模型可等效为电压源与输出阻抗相串联，如图7b所示。
更进一步的，我们要确定正序时构网型变流器有任意一相被限流器控制时，等效电路中输出阻抗的幅值与相位。
当三相电流都小于阈值时，经过电压控制后的输出电压为：
vd＝Vdref
vq＝Vqref
其中，vd表示输出电压，vq表示输出电流，Vdref表示d轴参考电压，Vqref表示q轴参考电压。
当变流器的电流被限制在阈值时，输出电压出现压降而不再根据电压控制所给定的参考值：
vd＝m*VN
vq＝n*VN
其中，VN表示电网的基准电压，m、n为常数。
m、n应满足
因此，正序输出电压用dq分量表示为
V1＝(m+jn)*VN
式中，V1表示正序输出电压，VN表示电网的基准电压，m、n为常数，VN表示电网的基准电压，j为虚数单位。
此时，由于限流器的存在，正序输出电流为：
I1＝Ilim∠θ＝Idlim+jIqlim
其中，I1表示正序输出电压，Ilim表示电流阈值，θ是输出电流的相位角，Idlim表示d轴电流阈值，Iqlim表示q轴电流阈值。
其中θ是输出电流的相位角。根据输出阻抗公式可以计算如下：
其中，Z1表示其正序输出阻抗阻抗，E表示正常运行时的电压，V1表示正序输出电压，I1表示正序输出电压，VN表示电网的基准电压，Ilim表示电流阈值，θ是输出电流的相位角，m、n为常数。
其幅值为：
其中，Z1表示其正序输出阻抗阻抗，VN表示电网的基准电压，Ilim表示电流阈值，m、n为常数。
进一步得到，
其中，Z1表示其正序输出阻抗阻抗，VN表示电网的基准电压，Ilim表示电流阈值，m为常数。可以得知输出阻抗与电压降有关，当m＝0时为最大
输出阻抗用dq分量表示为：
式中，Z1表示正序输出阻抗，Idlim表示d轴电流阈值，Iqlim表示q轴电流阈值，VN表示电网的基准电压；
变换形式得：
当电压降发生(1-m)或者-n的增益增大时，根据图8的输出电压dq分量和输出电流dq分量的关系可以推导出Z1实数部分大于虚数部分；
另外，当故障刚发生到限流器作用需要一个短暂的暂态过程(这在图4b中t＝1s时的电流激增可以明显看出)。在这个过程中，构网型变流器等效为理想电压源，等效模型中只有负载Rload和故障电阻RF并联，变流器的电流Ig0可以表示为：
式中，Rload||RF表示负载Rload和故障电阻RF并联后的等效阻值；
而当限流器启动完毕，进入稳态过程时，输出阻抗Z1加入电路中与电压源串联，Z1实数部分要大于虚数部分，因此当作纯电阻R1分析，此时的变流器电流Ig1为：
由上两式可以得知，R1必须为正值才能使得电流限制为阈值。又由于它的实数部分占主导地位，其相位角限制为：
0≤∠Z1<45°
S06、分析构网型变流器负序下的等效电路模型，得出构网型变流器负序下的等效电路模型趋于容性。当发生三相短路故障时，变流器的输出电压保持三相平衡，只输出正序电压，因此只有正序分量而不包含负序分量。
根据无限流的构网型变流器发生不对称故障时的输出电压和输出电流，此时输出的三相电压失去平衡，当限流器不动作时，电压控制模块将会调节电压到参考电压值，三相电压恢复平衡。三相电压平衡而三相电流明显失衡。这也就意味着不对称故障情况下，输出电压没有负序分量，而三相电流具有负序分量，变流器在负序的等效电路可等效为短路模型，如图9a所示。
当至少一相的限流器动作时，由于限流器阻止了电压调节模块调节电压到参考电压的行为，因此三相电压也会发生失衡现象，此时，电压电流都为不平衡状态。这时负序电压与负序电流都不为零，可等效为单一负序阻抗在电路中，如图9b所示。
同时，负序电流会流过滤波器电容，这也会影响负序输出阻抗的大小，因此，在负序电路中还必须要考虑电容Cf，这也就导致负序输出阻抗趋于容性。
本发明建立了构网型变流器在序列域下的等效电路模型，可用于电力系统的稳态及暂态分析，了解序列域中电气元件的特性，有助于在基于构网型变流的电网中开发可靠的保护方案，对于任何保护功能都至关重要。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于下垂控制的三相三线制构网型变流器，其特征在于，包括主电路和控制回路，所述主电路包括三相三线式构网型变流器、与变流器连接的LC型输出滤波器以及电网负载；所述控制回路在构网型变流器的dq域常规控制电压控制模块和电流控制模块的基础上增加了功率控制环，所述功率控制环基于比例积分控制器；
所述功率控制环包括功率计算单元和功率控制模块，所述功率控制模块用于输入主电路中产生的三相电压Uabc和经过滤波器后的回路电流Iabc，通过功率计算单元得到输出的有功功率及无功功率；
所述功率控制模块包括有功控制环和无功控制环，功率控制模块的输入量包括实际有功功率Pe、实际无功功率Qe、参考角速度ω0、有功功率参考值Pref和无功功率参考值Qref，功率控制模块的输出量包括等效电压源角度θ以及电压参考值Vref；
所述电压控制模块输出三相电压的dq分量，以保持逆变型分布式电源输出处的电压幅值为下垂控制模块得到的参考电压幅值；所述电流控制模块对变流器输出的电流进行调节，使变流器输出的电流与电压控制模块输出的电压相对应。
2.如权利要求1所述的基于下垂控制的三相三线制构网型变流器，其特征在于，所述通过功率计算单元得到输出的有功功率及无功功率的计算公式如下：
有功功率Pe的计算公式如下：
无功功率Qe的计算公式如下：
Id表示d轴电流，Iq表示q轴电流，Vd表示d轴电压，Vq表示q轴电压。
3.如权利要求1所述的基于下垂控制的三相三线制构网型变流器，其特征在于，在所述功率控制模块中，变流器的P-f控制方程和Q-U控制方程如下：
m(Oref-Pe)＝ω-ωN
n(Qref-Qe)＝Vref-VN
其中，m表示有功下垂系数，n表示无功下垂系数，ωN为参考角速度，ω为变流器产生的实际角速度，VN表示电网的基准电压，Vref表示电压参考值。
4.如权利要求1所述的基于下垂控制的三相三线制构网型变流器，其特征在于，所述控制回路还包括过电流模块，所述过电流模块位于电压控制模块与电流控制模块之间，用于防止线路电流过大，基于矢量直接限流原理，在正常运行条件下，所述过电流模块的电流情况如下式所示：
式中，表示经过电压控制模块得到的dq轴电流，/>表示经过电压控制模块得到的d轴电流，/>表示经过电压控制模块得到的q轴电流，I*表示经过电压控制模块后的电流，Idq-ref表示经过过电流模块后的dq参考电流，Ilim表示电流阈值。
5.一种基于下垂控制的三相三线制构网型变流器的序域等效模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建构网型变流器下垂控制系统；
在仿真软件上构建基于下垂控制的构网型变流器系统仿真模型，通过加入三相短路故障来模拟各种线路故障，测量基于下垂控制的构网型变流器在各种短路故障下的有无限流时的输出电压及输出电流；
根据有无限流时的输出电压及输出电流分析构网型变流器输出阻抗产生的原因；
分析构网型变流器零序下的等效电路模型；
分析构网型变流器正序下的等效电路模型，研究该模型中等效输出阻抗的幅值与相位；
分析构网型变流器负序下的等效电路模型，得出构网型变流器负序下的等效电路模型趋于容性。
6.如权利要求5所述的基于下垂控制的三相三线制构网型变流器的序域等效模型构建方法，其特征在于，所述构网型变流器下垂控制系统包括测量模块、电压电流abc/dq坐标转换模块、有功功率及无功功率计算模块、下垂控制模块、电压电流控制模块以及保护模块。
7.如权利要求5所述的基于下垂控制的三相三线制构网型变流器的序域等效模型构建方法，其特征在于，所述分析构网型变流器正序下的等效电路模型，研究该模型中等效输出阻抗的幅值与相位具体为：
当三相电流都小于阈值时，经过电压控制后的输出电压为：
vd＝Vdref
vq＝Vqref
vd表示输出电压，vq表示输出电流，Vdref表示d轴参考电压，Vqref表示q轴参考电压；
当变流器的电流被限制在阈值时，输出电压出现压降而不再根据电压控制所给定的参考值：
vd＝m*VN
vq＝n*VN
其中VN表示电网的基准电压，m和n为常数；
m和n满足
正序输出电压用dq分量表示为
V1＝(m+jn)*VN
V1表示正序输出电压，VN表示电网的基准电压，j为虚数单位；
由于限流器的存在，正序输出电流为：
I1＝Ilim∠θ＝Idlim+jIqlim
其中，I1表示正序输出电压，Ilim表示电流阈值，θ是输出电流的相位角，Idlim表示d轴电流阈值，Iqlim表示q轴电流阈值；
根据输出阻抗公式计算如下：
其中，Z1表示正序输出阻抗，E表示正常运行时的电压，V1表示正序输出电压，I1表示正序输出电压，VN表示电网的基准电压，Ilim表示电流阈值，θ是输出电流的相位角，
正序输出阻抗的幅值为：
其中，Z1表示其正序输出阻抗，VB表示电网的基准电压，Ilim表示电流阈值；
输出阻抗用dq分量表示为：
式中，Z1表示正序输出阻抗，Idlim表示d轴电流阈值，Iqlim表示q轴电流阈值，VN表示电网的基准电压；
变换形式得：
当电压降发生(1-m)或者-n的增益增大时，根据输出电压dq分量和输出电流dq分量的关系得到Z1实数部分大于虚数部分；
在故障刚发生到限流器起作用这个暂态过程中，构网型变流器等效为理想电压源，等效模型中只有负载Rload和故障电阻RF并联，变流器的电流Ig0表示为：
当限流器启动完毕，进入稳态过程时，输出阻抗Z1加入电路中与电压源串联，Z1实数部分大于虚数部分，输出阻抗Z1当作纯电阻R1分析，此时的变流器电流Ig1为：
R1取正值使电流限制为阈值，Rload||RF表示负载Rload和故障电阻RF并联后的等效阻值；
由于输出阻抗Z1的实数部分占主导地位，其相位角限制为：
0≤∠Z1<45°
式中，∠Z1表示输出阻抗Z1相位角。
8.如权利要求5所述的基于下垂控制的三相三线制构网型变流器的序域等效模型构建方法，其特征在于，所述分析构网型变流器负序下的等效电路模型，得出构网型变流器负序下的等效电路模型趋于容性具体为：
当发生三相短路故障时，变流器的输出电压保持三相平衡，只输出正序电压，只有正序分量而不包含负序分量；
输出的三相电压失去平衡，当限流器不动作时，电压控制模块调节电压到参考电压值，三相电压恢复平衡；三相电压平衡而三相电流失衡；不对称故障情况下，输出电压没有负序分量，而三相电流具有负序分量，变流器在负序的等效电路等效为短路模型；
当至少一相的限流器动作时，限流器阻止电压调节模块调节电压到参考电压的行为，三相电压发生失衡现象，电压电流都为不平衡状态，负序电压与负序电流都不为零，在电路中等效为单一负序阻抗；
负序电流流过滤波器电容，影响负序输出阻抗的大小，在负序电路中考虑电容Cf，导致负序输出阻抗趋于容性。
9.如权利要求5所述的基于下垂控制的三相三线制构网型变流器的序域等效模型构建方法，其特征在于，所述测量基于下垂控制的构网型变流器在各种短路故障下的有无限流时的输出电压及输出电流的采样时间间隔为0.001s。
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