[发明专利]一种逆变电源故障暂态电流的解析方法

说明书

本发明公开了一种逆变电源故障暂态电流的解析方法，首先根据新能源电源的控制策略分析短路故障下逆变电源的故障电流特性，获得作为短路暂态电流目标值的短路电流指令；然后推导故障暂态过程中考虑控制系统饱和特性时的短路电流解析表达式，基于该表达式获得故障后电流的变化规律；再根据所述电流变化规律，基于相平面分析法实现短路电流非线性方程的解析。该解析方法既充分考虑控制系统饱和特性，又避免了大量复杂运算，实现了逆变电源故障暂态电流的精确解析。

技术领域

本发明涉及电力系统故障分析技术领域，尤其涉及一种逆变电源故障暂态电流的解析方法。

背景技术

故障特性分析和短路电流解析是保护原理设计和保护动作性能验证的基础，不同于同步机电源，新能源逆变电源无交链磁通的绕组，输出电流由电力电子开关进行调节，并受控制策略约束。不同的组成结构、工作原理以及控制方式决定了其故障特性方面存在显著差异，其中无恒定次暂态电动势、端口非线性等特性使得传统短路电流计算方法无法适用。另一方面，新能源电源渗透率的不断提高以及快速保护的发展对适用于新能源电源的短路电流计算方法的依赖程度越来越高。

对于逆变电源故障暂态的分析，目前所做的研究相对较少，然而尽管暂态过程可能仅仅持续几个到几十毫秒，但一些新型保护方案往往就基于这几十毫秒的电流波形特性，因而故障暂态电流计算是快速保护新原理提出的重要依据。研究故障暂态特性常用的方法是根据对应的模型进行电磁暂态仿真计算，这种方法能够精确反映特定系统下的短路电流全时域变化情况，然而由于无法直观明确地表达出各电气量之间的数学关系，该方法无法从本质上得到关于逆变电源暂态特性的结论，其反映出的短路电流变化情况只适用于当前所研究的系统，无法从中获得暂态电流的一般性质及各因素影响机理，因而难以应用于保护新原理的设计当中。总之，现有技术中尚未提出既充分考虑控制系统饱和特性，又能避免大量复杂运算的故障暂态计算方法，因此有必要研究并提出一种更加简便，并能精确解析求解逆变电源故障暂态电流的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种逆变电源故障暂态电流的解析方法，该解析方法既充分考虑控制系统饱和特性，又避免了大量复杂运算，实现了逆变电源故障暂态电流的精确解析。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种逆变电源故障暂态电流的解析方法，所述方法包括：

步骤1、根据新能源电源的控制策略分析短路故障下逆变电源的故障电流特性，获得作为短路暂态电流目标值的短路电流指令；

步骤2、推导故障暂态过程中考虑控制系统饱和特性时的短路电流解析表达式，基于该表达式获得故障后电流的变化规律；

步骤3、根据所述电流变化规律，基于相平面分析法实现短路电流非线性方程的解析。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述解析方法既充分考虑控制系统饱和特性，又避免了大量复杂运算，实现了逆变电源故障暂态电流的精确解析。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的逆变电源故障暂态电流的解析方法流程示意图；

图2为本发明实施例所述典型的逆变电源控制系统模型示意图；

图3为本发明实施例所述d轴电流环控制示意图；

图4为本发明实施例所述计及外电路电气关系的系统框图；

图5为本发明实施例所述相平面轨迹示意图。

具体实施方式