本發明涉及一種基于虛擬同步發電機控制的電壓源型換流器等值方法，屬于輸配電技術領域。針對目前電網電壓源型換流器（Voltage Source Converter，VSC）的同調判別困難，參數聚合依據不明，無法較好的進行等值的問題。本發明利用虛擬同步發電機控制使VSC具有了類似同步發電機的功角特性，設計了合理的VSC類同調判據與類同調VSC參數聚合方法，并將等值方法由兩電平VSC擴展到模塊化多電平換流器（Modular Multilevel Converter，MMC）。本發明的核心技術方案是：通過本發明設計的VSC類同調判據判斷VSC同調性，將VSC分成不同的類同調群，針對兩電平VSC拓撲結構，對各個類同調VSC群分別進行控制參數聚合和類同調VSC群電路參數聚合。若換流器拓撲結構為MMC，則增加子模塊電容及子模塊個數的參數聚合步驟以最終實現MMC群的等值。

技術領域

本發明屬于輸配電技術領域，尤其涉及一種基于虛擬同步發電機控制的電壓源換流器等值方法。

背景技術

虛擬同步發電機（Virtual Synchronous Generator，VSG）控制，是基于同步發電思想的逆變器控制，它的提出使新能源并網逆變器具有了類似發電機外特性的性質，解決了電壓源型換流器（Voltage Source Converter，VSC）運行時輸出阻抗小、阻尼小、無慣性等問題，提高了系統的穩定性，將成為日后新能源并網VSC控制的主要控制方式。對于采用這種控制后新能源并網VSC外特性表現與傳統同步發電機一樣，一些經典的傳統電網的分析方法便可以用來分析這些含新能源并網的電力系統。隨著電網中新能源并網增多，使得電網換流器急劇增加，其結構包括兩電平與模塊化多電平換流器（Modular MultilevelConverter，MMC）等，系統的暫態過程具有很強的非線性特性，精確仿真超大規模交直流電網的電磁暫態過程所需計算機硬件資源和仿真用時都是無法接受的。為了研究復雜系統實時仿真、安全穩定性分析和控制與保護設計，需要對其進行局部的等值簡化。交流系統的同步發電機同調等值已經有很多文獻涉及，而VSC的同調判別困難，參數聚合依據不明確，是含新能源接入的大電網等值簡化的關鍵科學和工程實際問題。

發明內容

針對上述背景技術中提到含新能源接入的大電網仿真中VSC等值問題，本發明提出利用虛擬同步發電機控制技術，通過VSG控制使得VSC具有了類似同步發電機的功角特性，借鑒交流系統中同步發電機的同調等值方法，設計了適用于VSC的類同調判據與基于虛擬同步發電機控制的VSC參數聚合方法，實現了類同調VSC的同調性判斷和等值。

本發明的技術方案的特征包括以下步驟：

步驟1：類比交流同步發電機同調判據，基于VSG控制的VSC具有的功角特性，設計符合VSC容量與特性的類同調判據。

步驟2：根據VSC的類同調判據，將VSC分成不同的類同調群，針對兩電平VSC拓撲結構，進行類同調VSC群控制參數聚合和類同調VSC群電路參數聚合。

步驟3：將兩電平VSC等值方法推廣到MMC型換流器，根據MMC拓撲與兩電平VSC拓撲的區別，補充類同調VSC群電路參數聚合方法。

本發明通過上述三個步驟，能夠解決VSC逆變器同調難判別且等值無依據的問題，較好的進行VSC的等值，減小計算機仿真資源的占用，提高仿真效率。

附圖說明