12、基于逆变器资源的建模与稳定性分析

基于逆变器资源的建模与稳定性分析

在电力系统中，基于逆变器的资源（IBR）的建模与稳定性分析至关重要。本文将深入探讨非线性分析模型在IBR中的应用，包括模型构建、参数化以及对弱电网振荡的分析。

1. 非线性分析模型概述

非线性分析模型具有多种功能，可用于时域仿真、特征值分析和基于框图的频域分析。在构建分析模型时，通常需要将abc坐标系下的模型转换到dq坐标系。由于系统连接到60Hz电压源，选择以60Hz恒定旋转速度的dq坐标系，在该坐标系下，稳态时电压和电流为恒定值。

目前已有许多针对不同应用的高阶分析模型。例如，用于风电场并网的47阶模型、太阳能光伏并网的20阶模型等。对于弱电网中需要对锁相环（PLL）进行特定建模的电压源换流器（VSC）分析，也有不少研究提出了相应的分析模型。

2. 测试平台

测试平台采用了一个并网VSC的电路拓扑，VSC通过由电阻 - 电感（RL）组成的扼流滤波器连接到公共耦合点（PCC）。PCC母线连接有并联电容器，电网从PCC母线等效为戴维南电路。该测试平台可代表4型风电场或太阳能光伏农场。在系统级动态分析中，通常采用两个简化假设：一是将整个风电场或太阳能光伏农场用聚合模型表示；二是简化直流侧动态，将直流侧视为给定功率的电流源或电压源。

3. 状态空间表示

为了开发分析模型，需将涉及ABC坐标系变量的模型块转换到dq坐标系。这里选择了两个dq坐标系：电网dq坐标系和基于PLL的PLL坐标系（或转换器控制坐标系）。

3.1 PLL建模

二阶PLL模型中，PCC电压经过abc/dq变换后进入转换器dq坐标系。通过PI控制块生成频