[发明专利]一种基于比例谐振控制的统一潮流控制器仿真方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于比例谐振控制的统一潮流控制器仿真方法及系统，所述方法包括：建立统一潮流控制器在三相静止坐标系下的数学模型；将所述三相静止坐标系下的数据模型变换到两相静止αβ坐标系下，获得两相静止αβ坐标系下的数学模型；将所述两相静止αβ坐标系下的数学模型进行拉式变换；建立所述统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谐振控制器；根据所述拉氏变换后的数学模型获得仿真控制模型的比例谐振控制方程；应用所述仿真控制模型进行统一潮流控制器的仿真试验；所述方法及系统通过坐标系变换将仿真模型简化，规避了交叉耦合项和电阻压降等对仿真的影响，使得控制模型简单且控制精度显著提高。

技术领域

本发明涉及电力仿真领域，更具体地，涉及一种基于比例谐振控制的统一潮流控制器仿真方法及系统。

背景技术

统一潮流控制器(UPFC)是现阶段功能最强大、特性最优越的新一代柔性交流输电装置。作为第3代FACTS元件之一的UPFC,也是最有力、最全面的晶闸管控制装置,由两个共用直流侧电容的电压源变换器组成,变换器1通过变压器1并联接入系统,除了向变换器2提供有功功率外,还可通过1向系统吸收或注入无功功率,可看作是可控的并联静止无功补偿器。统一潮流控制器(UPFC)也是迄今为止通用性最好的FACTS装置，综合了FACTS元件的多种灵活控制手段，它包括了电压调节、串联补偿和移相等所有能力，它可以同时并非常快速的独立控制输电线路中有功功率和无功功率。

而在对统一潮流控制器进行仿真时，传统的仿真模型中被控制量不仅会受到输入的控制量的影响，还会受到交叉耦合项以及电阻压降和电网电压对其的影响，这使得控制方程相对复杂导致控制部分模型复杂，还容易因为控制精度等原因造成被控制量存在偏差。

发明内容

为了解决背景技术存在的传统的对统一潮流控制器的仿真中控制部分模型复杂且控制精度存在偏差量的问题，本发明提供了一种基于比例谐振控制的统一潮流控制器仿真方法及系统，所述方法及系统通过坐标系变换将仿真模型简化，规避了交叉耦合项和电阻压降等对仿真的影响，使得控制模型简单且控制精度显著提高；所述一种基于比例谐振控制的统一潮流控制器仿真方法包括：

建立统一潮流控制器在三相静止坐标系下的数学模型；

将所述三相静止坐标系下的数据模型变换到两相静止αβ坐标系下，获得两相静止αβ坐标系下的数学模型；

将所述两相静止αβ坐标系下的数学模型进行拉式变换；

建立所述统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谐振控制器；

根据所述拉氏变换后的数学模型获得仿真控制模型的比例谐振控制方程；

应用所述仿真控制模型进行统一潮流控制器的仿真试验；

进一步的，通过Clark变换将所述三相静止坐标系下的数据模型变换到两相静止αβ坐标系下，所述数学模型的功率在变换前后不变；

进一步的，所述仿真控制模型采用双闭环控制，所述双闭环控制中的内环电流控制采用比例谐振控制器；

进一步的，通过所述比例谐振控制器的传递函数以及α和β坐标下的输入电流，完成对所述统一潮流控制器输出电压的仿真控制；

进一步的，所述仿真试验包括通过调节功率参考值仿真测试有功功率以及无功功率的跟随特性；

所述一种基于比例谐振控制的统一潮流控制器仿真系统包括：

数学模型建立单元，所述数学模型建立单元用于建立统一潮流控制器在三相静止坐标系下的数学模型；

坐标系转换单元，所述坐标系转换单元用于将所述数据模型建立单元建立的在三相静止坐标系下的数学模型变换到两相静止αβ坐标系下，获得两相静止αβ坐标系下的数学模型；