(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210909754.3 (22)申请日 2022.07.29 (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙正 街174号 申请人 国网四川省电力公司电力科 学研究 院 (72)发明人 杜雄　谭尚宁　周波　王同勋　 王傲玉　 (74)专利代理 机构 北京海虹嘉诚知识产权代理 有限公司 1 1129 专利代理师 胡博文 (51)Int.Cl. H02J 3/36(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 基于不同分区点阻抗确定变流器系统控制 环路带宽的方法 (57)摘要 本发明提供一种基于不同分区点 阻抗确定 变流器系统控制环路带宽的方法， 根据电压源型 变流器系统中元件的对称特性选择稳定分析的 分区点； 通过分别向系统中注入扰动电压， 获取 不同频率的扰动电压下每个分区点的输入阻抗 和输出阻抗； 进一步判断子系统中是否包含右半 平面的极点， 计算得出系统不同分区点的相角裕 度， 并分析参数变化时不同分区点稳定裕度的变 化趋势； 根据系统稳定裕度要 求以及参数对不同 分区点稳定裕度的影响， 确定出控制环路带宽的 最优解。 本发 明相较现有的基于多输入多输出导 纳矩阵模型具有更强的通用性和普适性， 因考虑 了控制环路带宽对不同分区点系统稳定裕度的 影响， 较现有的基于单一分区点方法而言， 可 以 更高效更准确地保障系统的安全稳定 。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115224715 A 2022.10.21 CN 115224715 A 1.一种基于不同分区点阻抗确定变流器系统控制环路带宽的方法， 其特征在于： 包括 步骤： S1.根据含电压源型变流器的系统中元件的对称特性选取分区点； S2.采用注入扰动电压的方法， 获取不同频率的扰动电压下每个分区点的输入阻抗和 输出阻抗； 并将 扰动电压的频率和每个分区点的输入阻抗、 输出阻抗拟合， 得到不同分区点 阻抗的拟合伯德图； S3.根据每个分区点阻抗的相位变化判断系统是否为最小相位系统； 若是， 则进行步骤 S4； 若否， 则重新确定含电压源型变流器系统的控制参数， 使系统满足最小相位的要求； S4.计算出系统每个分区点的稳定裕度， 不断改变含电压源型变流器的系统的控制环 路带宽， 观察每个分区点稳定裕度的变化， 并将不同控制环路带宽所对应的每个分区点稳 定裕度拟合， 得到控制环路带宽与系统不同分区点稳定裕度的关系图； S5.根据控制环路带宽与系统不同分区点稳定裕度的关系图分析得到不同分区点稳定 裕度最大值对应的控制环路带宽， 再结合实际工程中稳定裕度以及系统响应时间的要求， 确定可以保障变流器安全稳定运行的控制环路带宽阈值区间， 以阈值区间中随控制带宽变 化较大的分区点稳定裕度为参考， 取阈值区间中该分区点的最大稳定裕度对应的控制环路 带宽值， 获得含电压源型变流器系统控制环路带宽的最优解。 2.根据权利要求1所述的基于不同分区点阻抗确定变流器系统控制环路带宽的方法， 其特征在于： 所述步骤S1具体包括： 对于含电压源型变流器的系统的分区点选择， 系统中各 设备若为 不对称元件， 则需在元件两侧各 取至少一个分区点。 3.根据权利要求1所述的基于不同分区点阻抗确定变流器系统控制环路带宽的方法， 其特征在于： 所述 步骤S3， 判断系统是否为 最小相位系统的方法为： 判断分区点的输入输出阻抗相位变化是否超过180 °， 若是， 子系统中存在右半平面的 极点， 系统不是最小相位系统； 若否， 则是最小相位系统。 4.根据权利要求1所述的基于不同分区点阻抗确定变流器系统控制环路带宽的方法， 其特征在于： 所述 步骤S4， 计算系统不同分区点的稳定裕度， 计算公式如下： 其中， 是分区点k的稳定裕度； Hk(si)是分区点k在扰动电压的频率为i下的输入阻 抗和输出阻抗比； 为向量Hk(si)的相位角。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115224715 A 2基于不同分区点阻抗确定变流器系统控制环路带宽的方 法 技术领域 [0001]本发明涉及变流器系统参数设计领域， 尤其涉及 一种基于不同分区点阻抗确定变 流器系统控制环路带宽的方法。 背景技术 [0002]随着新能源的大规模开发利用以及电网容量的不断提高， 含电压源型变流器的系 统得到广泛应用。 但是系统的参数设计不合理， 可能会导致系统中变流器间以及系统与电 网的参数不匹配。 这种参数的不匹配可能会影响电能质量,甚至大电网的安全稳定运行,造 成设备损坏或停电等事故， 从而引发巨大的经济损失。 [0003]目前已有很多文献针对上述稳定性问题提出不同的研究策略。 但基于广义 Nyquist分析的系统多输入多输出导纳矩阵不能根据稳定裕度精准设计。 且导纳矩阵各元 素需在理想交直流电网下获得。 若交直流电网中含阻抗， 则导纳矩阵各元素无法通过测量 直接获得。 基于分区点的系统阻抗可以通过端口特性测量拟合获得。 但现有文献大多通过 建立单一分区点的系统阻抗。 基于Nyquist判据 或Bode图分析参数对系统稳定性的影响趋 势。 然而不同分区点的阻抗和稳定裕度不同。 基于单一分区点的阻抗设计出 的参数具有一 定局限性。 因此， 基于现有的模型设计的参数可能无法保障系统在实际工程中安全稳定运 行。 [0004]因此， 亟需一种能准确分析系统稳定性以及参数设计但可以适应各种交直流电网 的分析和设计方法。 发明内容 [0005]有鉴于此， 本发明提供了一种基于不同分区点阻抗确定变流器系统控制环 路带宽 的方法， 较现有的基于单一分区点确定控制环路带宽而言， 其确定的控制环路带宽可以更 高效更准确地保障系统的安全稳定 。 [0006]一种基于不同分区点阻抗确定变流器系统控制环路带宽的方法， 包括 步骤： [0007]S1.根据含电压源型变流器的系统中元件的对称特性选取分区点； [0008]S2.采用注入扰动电压的方法， 获取不同频率的扰动电压下每个分区点的输入阻 抗和输出阻抗； 并将扰动电压的频率和每个分区点的输入阻抗、 输出阻抗拟合， 得到不同分 区点阻抗的拟合伯德图； [0009]S3.根据每个分区点阻抗的相位变化判断系统是否为最小相位系统； 若是， 则进行 步骤S4； 若否， 则重新确定含电压源型变流器系统的控制参数， 使系统满足最小相位的要 求； [0010]S4.计算出系统每个分区点的稳定裕度， 不断改变含电压源型变流器 的系统的控 制环路带宽， 观察每个分区点稳定裕度的变化， 并将不同控制环路带宽所对应的每个分区 点稳定裕度拟合， 得到控制环路带宽与系统不同分区点稳定裕度的关系图； [0011]S5.根据控制环路带宽与系统不同分区点稳定裕度的关系图分析得到不同分区点说　明　书 1/5 页 3 CN 115224715 A 3