[发明专利]一种用于静止同步补偿器的稳态谐波建模方法

说明书

本发明公开了一种用于静止同步补偿器的稳态谐波建模方法，其包括采用线性化方法对静止同步补偿器交流电压外环进行谐波建模，得到交流电压外环的谐波模型；建立直流电压外环的谐波模型；基于交流电压外环的谐波模型和直流电压外环的谐波模型，建立电流内环的谐波模型；基于电流内环的谐波模型，得到静止同步补偿器的输出电压参考值方程，并基于输出电压参考值方程计算得到调制比；基于调制比，根据交直流侧谐波传递关系构建静止同步补偿器输出电压方程，并对其进行标幺化处理；基于静止同步补偿器输出与并网点电压电流的关系，建立静止同步补偿器的完整谐波模型。本发明能够定量评估电网背景谐波与静止同步补偿器的相互作用，并具有足够的精确性。

技术领域

本发明涉及交流输配电领域，具体涉及一种用于静止同步补偿器的稳态谐波建模方法。

背景技术

静止同步补偿器作为新一代无功补偿装置，大量应用于输配电网中以改善电能质量问题。但是随着分布式能源的并网与电动汽车等新型负荷的接入，电网的运行环境不再理想，非理想的电网背景会使静止同步补偿器与电网之间存在谐波相互作用，可能威胁到整个系统的稳定性。解决这一问题的思路之一是对静止同步补偿器进行稳态谐波建模。传统的状态空间建模法缺点在于当系统的分量或参数发生变化时需要重建状态空间方程，对于一些结构频繁变化的系统例如新能源系统，无疑增加了建模的工作量。

有学者提出阻抗分析法对静止同步补偿器进行建模。但现有的研究大多基于正负序阻抗相互解耦的前提下建模。但是，当考虑锁相环回路(PLL)、不对称控制回路或直流母线电容的影响时，逆变器系统将产生频率耦合效应，原来的解耦模型会在特定频段产生不容忽视的误差。所以需要建立更加精确的模型来评估静止同步补偿器与电网背景谐波之间的相互作用。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种用于静止同步补偿器的稳态谐波建模方法解决了现有技术建模频段误差大以及评估不精确的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种用于静止同步补偿器的稳态谐波建模方法，其包括以下步骤：

S1、采用线性化方法对静止同步补偿器交流电压外环进行谐波建模，得到交流电压外环的谐波模型；

S2、建立直流电压外环的谐波模型；

S3、基于交流电压外环的谐波模型和直流电压外环的谐波模型，建立电流内环的谐波模型；

S4、基于电流内环的谐波模型，得到静止同步补偿器的输出电压参考值方程，并基于输出电压参考值方程计算得到调制比；

S5、基于调制比，根据交直流侧谐波传递关系构建静止同步补偿器输出电压方程，并对其进行标幺化处理；

S6、基于静止同步补偿器输出与并网点电压电流的关系，建立静止同步补偿器的完整谐波模型。

进一步地，步骤S1中得到交流电压外环的谐波模型的具体过程包括：

S1-1、根据公式：

得到交流电压外环的谐波模型中的交流电压外环输入量的差分其中为公共耦合点交流电压的稳态值，为公共耦合点三相电压经过Park变换后得到的并网点电压d轴分量的稳态值，为稳态时公共耦合点三相电压经过Park变换后得到的并网点电压d轴分量的差分，为公共耦合点三相电压经过Park变换后得到的并网点电压q轴分量的稳态值，为稳态时公共耦合点三相电压经过Park变换后得到的并网点电压q轴分量的差分；

S1-2、令则根据公式：