電工電氣雜志社

基于換流器平均值模型的儲能變流器快速仿真研究

來源：電工電氣發(fā)布時間：2022-04-20 14:20 瀏覽次數(shù)：489

基于換流器平均值模型的儲能變流器快速仿真研究

魯勝¹，王晗雯²，蔡曉峰¹，余泳¹，倪維東¹

(1 國電南京自動化股份有限公司，江蘇南京 210032；

2 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司宿遷供電分公司，江蘇宿遷 223800)

摘要：基于平均值運算理論提出適用于大規(guī)模儲能系統(tǒng)快速仿真的換流器簡化模型。在分析換流器詳細模型和控制算法的基礎上，根據(jù)耦合換流器交流側和直流側之間的電氣特性，通過受控源表征換流器的輸出特性來簡化換流器拓撲；為降低仿真運算量，忽略高頻分量和中間過程，保留控制算法對換流器特性的影響, 并推導了儲能變流器的平均值模型，對其進行離散化，得到模型的迭代形式。PSCAD/EMTDC 試驗驗證了所提儲能變流器平均值模型在保證仿真精度的前提下，有效提高了大規(guī)模儲能系統(tǒng)仿真速度。

關鍵詞：平均值模型；儲能變流器；PWM 換流器；快速仿真

中圖分類號：TM46 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2022)04-0012-05

Fast Simulation Research on Energy Storage Converter

Based on Converter Average-Value Model

LU Sheng¹, WANG Han-wen², CAI Xiao-feng¹, YU Yong¹, NI Wei-dong¹

（1 Guodian Nanjing Automation Co., Ltd, Nanjing 210032, China;

2 Suqian Power Supply Company, State Grid Jiangsu Electric Power Co., Ltd, Suqian 223800, China）

Abstract: This paper proposed a converter simplified model which is suitable for fast simulation of large-scale energy storage systems based on the theorem of mean. Detailed converter model analysis and control algorithm are the basis of the simplified model. According to the electrical characteristic between the AC side and the DC side of the coupled convert, the study simplified the model. Moreover, this model elaborated the output characteristic through the controlled source, and it could simplify the topological structure of the converter.This paper removed the high-frequency components and intermediate processes, and the influence of the control algorithm on inverter characteristics is reserved in it to reduce the simulation calculation amount. It deduced an averaged-value model of the energy storage converter and obtained the iterative form of the model from the discretization of the averaged-value model. The results of the PSCAD/EMTDC experiment show that the proposed converter averaged-value model could improve the electromagnetic transient simulation speed of the large-scale energy storage system under the guarantee of simulation accuracy.

Key words: averaged-value model; energy storage converter; PWM converter; fast simulation

參考文獻

[1] 茍鑫，盧繼平，劉加林，等. 適用于交直流混聯(lián)電網(wǎng)的 CH-MMC 電磁暫態(tài)快速仿真模型[J].電力自動化設備，2019，39(9) ：213-219.

[2] 張芳，黃維持，李傳棟. 適用于多種子模塊拓撲的 MMC 通用化快速仿真模型[J].電力自動化設備，2019，39(5) ：129-136.

[3] 張慧玲，郝思鵬，袁越，等. 基于實測數(shù)據(jù)的雙饋風電機組外特性研究及簡化建模[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2013，41(17) ：82-87．

[4] 喻鋒，王西田，林衛(wèi)星，等. 模塊化多電平換流器快速電磁暫態(tài)仿真模型[J].電網(wǎng)技術，2015，39(1) ：257-263．

[5] 王成山，丁承第，李鵬，等. 基于 FPGA 的配電網(wǎng)暫態(tài)實時仿真研究(一)：功能模塊實現(xiàn)[J].中國電機工程學報，2014，34(1) ：161-167.

[6] 丁平，安寧，李亞樓，等. 基于多速率仿真和簡化離散牛頓法的電壓源型換流器和直流電網(wǎng)機電暫態(tài)模型[J].中國電機工程學報，2016，36(24) ：6809-6819.

[7] WANG Ye, GUO Chunyi, ZHAO Chengyong.A novel supplementary frequency-based dual damping control for VSC-HVDC system under weak AC grid[J].International Journal of Electrical Power & Energy Systems，2018，103 ：212-223.

[8] 喻悅簫，劉天琪，王順亮，等. 基于平均值模型的雙端 MMC-HVDC 系統(tǒng)小信號建模[J].中國電機工程學報，2018，38(10) ：2999-3006.

[9] 許建中，趙成勇，GOLE A M.MMC 平均值模型在直流電網(wǎng)中的適用性分析[J].北京交通大學學報，2015，39(5) ：75-80.

[10] LI Yunfeng, TANG Guangfu, GE Jun, et al.Modeling and Damping Control of Modular Multilevel Converter Based DC Grid[J].IEEE Transactions on Power Systems，2018，33(1) ：723-735.

[11] BEDDARD A, SHERIDAN C E, BARNES M, et al.Improved Accuracy Average Value Models of Modular Multilevel Converters[J].IEEE Transactions on Power Delivery，2016，31(5) ：2260-2269.

[12] 周詩嘉，林衛(wèi)星，姚良忠，等. 兩電平 VSC 與 MMC 通用型平均值仿真模型[J].電力系統(tǒng)自動化，2015，39(12) ：138-145.

[13] 江斌開，王志新. 基于 VSC-MTDC 的平均值建模與控制策略[J].電機與控制學報，2018，22(3) ：1-8.

[14] 許寅，陳穎，陳來軍，等. PWM 變流器分段平均模型中的紋波估計方法[J].電網(wǎng)技術，2013，37(8) ：2143-2150.

[15] 王晗雯，魯勝，周照宇. 光伏-混合儲能微電網(wǎng)協(xié)調控制及經(jīng)濟性分析[J].華電技術，2020，42(4) ：31-36.

[16] CHUNG S K.A phase tracking system for three phase utility interface inverters[J].IEEE Transactions on Power Electronics，2000，15(3) ：431-438.

返回索引列表

Article retrieval

文章檢索

基于換流器平均值模型的儲能變流器快速仿真研究