[发明专利]一种配电网短路下的逆变器电源建模方法

摘要

本发明公开了一种配电网短路下的逆变器电源建模方法，包括以下步骤：步骤一、从机理分析着手结合统计，对影响逆变器电源短路电流输出的因素进行分类；步骤二、确定若干典型的逆变器，及其短路输出电流的影响因素，影响因素分为三类：控制策略、拓扑结构、配电网短路类型；步骤三、建立所有控制策略下的短路模型，并拟合模型参数；模型参数用于分析逆变器电源故障。本发明大大减少工作量，提高逆变器电源短路仿真效率，方便逆变器电源故障分析，适用于电力系统对分布式电源系统的调度、联合运行与协调控制、随机模拟等需要快速建模与简单模型结构的研究领域。

主权项

1.一种配电网短路下的逆变器电源故障分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、从机理分析着手结合统计，对影响逆变器电源短路输出电流的因素进行分类；步骤一中，分类具体如下：第一：控制策略；逆变型电源输出电压电流的频率由网侧逆变器的控制策略决定，输出电压幅值由直流侧电压幅值和逆变器的控制策略共同决定；逆变器电源运行控制的控制策略分为PQ控制，VF控制和下垂控制以及倒下垂控制；逆变器电源构成微网分为并网与孤网两种运行模式，考虑到为配电网短路情况下即并网运行，以PQ控制、VF控制和下垂控制为主；PQ控制下其接入点电压和频率由大电网提供支撑，不考虑频率和电压的调节，频率和电压的调节由大电网完成，此时逆变器电源仅发送或吸收功率，假设逆变器输出电流为通过dq变换得到的d轴和q轴电流分别为Id、Iq，电压为ud、uq，由于uq＝0,所以当设定逆变器输出的有功功率Pref和无功功率Qref时，逆变器输出的参考电流应为：其中，idref，iqref分别为逆变器输出的d轴和q轴参考电流；第二：逆变器电源主电路拓扑；拓扑结构都由DC/DC变换电路和DC/AC变换电路构成；其中DC/DC变换电路，它分为Buck、Boost、Buck‑Boost、Cuk、Sepic、Zete电路以及正激、反激、推挽、半桥、全桥隔离变换器；而DC/AC变换电路分为推挽逆变、半桥逆变和全桥逆变电路；不同拓扑结构下短路电流均不相同且并网点电压、电流受分布式电源上游阻抗即系统侧阻抗、并网点到短路点线路阻抗影响；第三、配电网短路类型；实际电网运行中出现三相对称短路、两相不对称短路、单相接地短路这一系列短路现象；当发生单相短路接地故障时短路电流值会增加；第四、故障点的位置；当分布式电源输出电流没有达到限幅条件，分布式电源等效为输出功率一定的压控电流源，反之当分布式电源输出电流达到限幅值，分布式电源等效为输出电流幅值大小一定的压控电流源；第五、分布式电源容量；在分布式电源接入容量为接入点短路容量的10％，将短路电流计算结果进行线性处理，将分布式电源和传统电源输出的短路电流解偶；第六：微网运行方式；由逆变器电源构成的微网运行方式分为并网和孤网两种模式；孤网运行下，微网内分布式电源提供的故障电流的值不超过故障电流的2倍；步骤二、确定若干典型的逆变器，及其短路输出电流的影响因素，影响因素分为三类：控制策略、拓扑结构、配电网短路类型；步骤三、建立所有控制策略下的短路模型，并拟合模型参数；模型参数用于分析逆变器电源故障；(301)、综合步骤二中确定的各个影响因素；(302)、指定一种控制策略，在此控制策略下，任选一种拓扑结构，之后在短路类型中根据不同短路类型建模；(303)、然后再指定另一种拓扑结构，完成该拓扑结构所对应的不同短路类型的建模；(304)、重复(303)，直至完成指定控制策略下的所有拓扑结构下的建模；(305)、指定另一种控制策略，重复(302)‑(304)，直至所有控制策略下的短路模型都已建立；(306)、根据(305)建立好的短路模型进行短路动模试验，根据实验数据，拟合模型参数；模型参数用于分析逆变器电源故障。