[發明專利]一種基于比例諧振控制的統一潮流控制器仿真方法及系統

在審

• 申請號: 201810697574.7
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108847677A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 韓亞楠;常冀閆;宋瑞華;項祖濤;姜紅利;李群;李鵬
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 胡秋立

本發明公開了一種基于比例諧振控制的統一潮流控制器仿真方法及系統，所述方法包括：建立統一潮流控制器在三相靜止坐標系下的數學模型；將所述三相靜止坐標系下的數據模型變換到兩相靜止αβ坐標系下，獲得兩相靜止αβ坐標系下的數學模型；將所述兩相靜止αβ坐標系下的數學模型進行拉式變換；建立所述統一潮流控制器的仿真控制模型，所述仿真控制模型包括比例諧振控制器；根據所述拉氏變換后的數學模型獲得仿真控制模型的比例諧振控制方程；應用所述仿真控制模型進行統一潮流控制器的仿真試驗；所述方法及系統通過坐標系變換將仿真模型簡化，規避了交叉耦合項和電阻壓降等對仿真的影響，使得控制模型簡單且控制精度顯著提高。

技術領域

本發明涉及電力仿真領域，更具體地，涉及一種基于比例諧振控制的統一潮流控制器仿真方法及系統。

背景技術

統一潮流控制器(UPFC)是現階段功能最強大、特性最優越的新一代柔性交流輸電裝置。作為第3代FACTS元件之一的UPFC,也是最有力、最全面的晶閘管控制裝置,由兩個共用直流側電容的電壓源變換器組成,變換器1通過變壓器1并聯接入系統,除了向變換器2提供有功功率外,還可通過1向系統吸收或注入無功功率,可看作是可控的并聯靜止無功補償器。統一潮流控制器(UPFC)也是迄今為止通用性最好的FACTS裝置，綜合了FACTS元件的多種靈活控制手段，它包括了電壓調節、串聯補償和移相等所有能力，它可以同時并非常快速的獨立控制輸電線路中有功功率和無功功率。

而在對統一潮流控制器進行仿真時，傳統的仿真模型中被控制量不僅會受到輸入的控制量的影響，還會受到交叉耦合項以及電阻壓降和電網電壓對其的影響，這使得控制方程相對復雜導致控制部分模型復雜，還容易因為控制精度等原因造成被控制量存在偏差。

發明內容

為了解決背景技術存在的傳統的對統一潮流控制器的仿真中控制部分模型復雜且控制精度存在偏差量的問題，本發明提供了一種基于比例諧振控制的統一潮流控制器仿真方法及系統，所述方法及系統通過坐標系變換將仿真模型簡化，規避了交叉耦合項和電阻壓降等對仿真的影響，使得控制模型簡單且控制精度顯著提高；所述一種基于比例諧振控制的統一潮流控制器仿真方法包括：

建立統一潮流控制器在三相靜止坐標系下的數學模型；

將所述三相靜止坐標系下的數據模型變換到兩相靜止αβ坐標系下，獲得兩相靜止αβ坐標系下的數學模型；

將所述兩相靜止αβ坐標系下的數學模型進行拉式變換；

建立所述統一潮流控制器的仿真控制模型，所述仿真控制模型包括比例諧振控制器；

根據所述拉氏變換后的數學模型獲得仿真控制模型的比例諧振控制方程；

應用所述仿真控制模型進行統一潮流控制器的仿真試驗；

進一步的，通過Clark變換將所述三相靜止坐標系下的數據模型變換到兩相靜止αβ坐標系下，所述數學模型的功率在變換前后不變；

進一步的，所述仿真控制模型采用雙閉環控制，所述雙閉環控制中的內環電流控制采用比例諧振控制器；

進一步的，通過所述比例諧振控制器的傳遞函數以及α和β坐標下的輸入電流，完成對所述統一潮流控制器輸出電壓的仿真控制；

進一步的，所述仿真試驗包括通過調節功率參考值仿真測試有功功率以及無功功率的跟隨特性；

所述一種基于比例諧振控制的統一潮流控制器仿真系統包括：

數學模型建立單元，所述數學模型建立單元用于建立統一潮流控制器在三相靜止坐標系下的數學模型；

坐標系轉換單元，所述坐標系轉換單元用于將所述數據模型建立單元建立的在三相靜止坐標系下的數學模型變換到兩相靜止αβ坐標系下，獲得兩相靜止αβ坐標系下的數學模型；