[發明專利]一種用于靜止同步補償器的穩態諧波建模方法

有效

• 申請號: 202111617703.5
• 申請日: 2021-12-27
• 公開（公告）號: CN114301067B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 劉可;車克杉;王軒;王昕;閆涵;楊嘉;楊放南;李劍武;劉冬平;郭財;張啟晟;韓峰俊;邰向花;王少飛;楊軍;王學斌;劉禹彤;趙金朝;羅敏;楊文麗;徐國祥;祝學年
• 申請（專利權）人: 國網青海省電力公司電力科學研究院;國網青海省電力公司;深圳市中電電力技術股份有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/18;G06F30/20
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 楊浩林

本發明公開了一種用于靜止同步補償器的穩態諧波建模方法，其包括采用線性化方法對靜止同步補償器交流電壓外環進行諧波建模，得到交流電壓外環的諧波模型；建立直流電壓外環的諧波模型；基于交流電壓外環的諧波模型和直流電壓外環的諧波模型，建立電流內環的諧波模型；基于電流內環的諧波模型，得到靜止同步補償器的輸出電壓參考值方程，并基于輸出電壓參考值方程計算得到調制比；基于調制比，根據交直流側諧波傳遞關系構建靜止同步補償器輸出電壓方程，并對其進行標幺化處理；基于靜止同步補償器輸出與并網點電壓電流的關系，建立靜止同步補償器的完整諧波模型。本發明能夠定量評估電網背景諧波與靜止同步補償器的相互作用，并具有足夠的精確性。

技術領域

本發明涉及交流輸配電領域，具體涉及一種用于靜止同步補償器的穩態諧波建模方法。

背景技術

靜止同步補償器作為新一代無功補償裝置，大量應用于輸配電網中以改善電能質量問題。但是隨著分布式能源的并網與電動汽車等新型負荷的接入，電網的運行環境不再理想，非理想的電網背景會使靜止同步補償器與電網之間存在諧波相互作用，可能威脅到整個系統的穩定性。解決這一問題的思路之一是對靜止同步補償器進行穩態諧波建模。傳統的狀態空間建模法缺點在于當系統的分量或參數發生變化時需要重建狀態空間方程，對于一些結構頻繁變化的系統例如新能源系統，無疑增加了建模的工作量。

有學者提出阻抗分析法對靜止同步補償器進行建模。但現有的研究大多基于正負序阻抗相互解耦的前提下建模。但是，當考慮鎖相環回路(PLL)、不對稱控制回路或直流母線電容的影響時，逆變器系統將產生頻率耦合效應，原來的解耦模型會在特定頻段產生不容忽視的誤差。所以需要建立更加精確的模型來評估靜止同步補償器與電網背景諧波之間的相互作用。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種用于靜止同步補償器的穩態諧波建模方法解決了現有技術建模頻段誤差大以及評估不精確的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

提供一種用于靜止同步補償器的穩態諧波建模方法，其包括以下步驟：

S1、采用線性化方法對靜止同步補償器交流電壓外環進行諧波建模，得到交流電壓外環的諧波模型；

S2、建立直流電壓外環的諧波模型；

S3、基于交流電壓外環的諧波模型和直流電壓外環的諧波模型，建立電流內環的諧波模型；

S4、基于電流內環的諧波模型，得到靜止同步補償器的輸出電壓參考值方程，并基于輸出電壓參考值方程計算得到調制比；

S5、基于調制比，根據交直流側諧波傳遞關系構建靜止同步補償器輸出電壓方程，并對其進行標幺化處理；

S6、基于靜止同步補償器輸出與并網點電壓電流的關系，建立靜止同步補償器的完整諧波模型。

進一步地，步驟S1中得到交流電壓外環的諧波模型的具體過程包括：

S1-1、根據公式：

得到交流電壓外環的諧波模型中的交流電壓外環輸入量的差分其中為公共耦合點交流電壓的穩態值，為公共耦合點三相電壓經過Park變換后得到的并網點電壓d軸分量的穩態值，為穩態時公共耦合點三相電壓經過Park變換后得到的并網點電壓d軸分量的差分，為公共耦合點三相電壓經過Park變換后得到的并網點電壓q軸分量的穩態值，為穩態時公共耦合點三相電壓經過Park變換后得到的并網點電壓q軸分量的差分；

S1-2、令則根據公式：