一种配电网数模混合仿真接口阻抗参数的提取方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种配电网数模混合仿真接口阻抗参数的提取方法，包括：将获取物理侧的电压和电流采样信号；利用二阶广义积分器提取所述采样信号的正交分量；基于所述正交分量利用预先设定的阻抗提取计算式计算设置于数字侧与物理侧之间的阻尼阻抗接口的阻抗参数；其中，所述阻抗参数包括：电阻和电感。较好的解决了接口延时的问题，提高了电力系统数模混合仿真的仿真精度和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网数模混合仿真接口阻抗参数的提取方法及系统
本专利技术涉及电力系统
，具体涉及一种配电网数模混合仿真接口阻抗参数的提取方法及系统。
技术介绍
随着可再生能源发电技术的快速发展，电力系统数模混合仿真是研究现代电力系统的有效手段。大规模电力系统数模混合仿真需要对数字信号和物理信号进行联合仿真，系统的数字部分在仿真软件Matlab/Simulink中实现，系统的物理部分连接的是真实的物理设备元件，通过阻尼阻抗法接口连接数字物理部分实现电力系统的数模混合仿真。其结构原理图如图1所示，Z*为数字侧可变电阻，Zab为线路阻抗。奈奎斯特稳定性判据可知，当Z*等于物理侧阻抗时，系统的开环增益为0，此时接口保持高度稳定，而且不受接口延时的影响，进一步提高了精确性。阻抗匹配Z*计算在在DIM法实现的过程中起非常重要的作用，所以提高阻抗匹配的精确性和快速性成为实现DIM法的关键所在。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的阻尼阻抗法阻抗匹配延时较大，接口精度稳定性易受系统延时影响的问题问题，本专利技术提供一种配电网数模混合仿真接口阻抗参数的提取方法，包括：获取物理侧的电压和电流采样信号；利用二阶广义积分器提取所述采样信号的正交分量；基于所述正交分量利用预先设定的阻抗提取计算式计算设置于数字侧与物理侧之间的阻尼阻抗接口的阻抗参数；其中，所述阻抗参数包括：电阻和电感。优选的，所述利用二阶广义积分器提取所述采样信号的正交分量包括：基于所述采样信号利用二阶广义积分器进行处理，分别得到一组相互正交的电流和一组相互正交的电压信号；其中，所述一组相互正交的电流信号包括：与采样电流信号同相位同幅值的基波电流信号和与采样电流信号滞后九十度相位同幅值的正交电流信号；所述一组相互正交的电压信号包括：与采样电压信号同相位同幅值的基波电压信号和与采样电压信号滞后九十度相位同幅值的正交电压信号。优选的，所述阻抗提取计算式包括：等效电阻计算式和等效电感计算式。优选的，所述基于所述正交分量利用预先设定的阻抗提取计算式计算设置于数字侧与物理侧之间的阻尼阻抗接口的阻抗参数包括：基于所述一组相互正交的电流和一组相互正交的电压信号利用等效电阻计算式计算等效电阻；基于所述一组相互正交的电流、一组相互正交的电压信号和系统角速度利用等效电感计算式计算等效电感。优选的，所述等效电阻计算式如下式所示：式中：R为物理设备所提取计算出的等效电阻；u1、u2、i1、i2为二阶广义积分器处理后得到的电压值和电流值，其中，u2比u1超前90°i2比i1超前90°。优选的，所述等效电感计算式如下式所示：式中：L为物理设备所提取计算出的等效电感；u1、u2、i1、i2为二阶广义积分器处理后得到的电压值和电流值，其中，u2比u1超前90°i2比i1超前90°；ω为系统角速度。优选的，所述计算设置于数字侧与物理侧之间的阻尼阻抗接口的阻抗参数之后还包括：基于所述物理侧阻抗参数，调节数字侧可变电阻使数字侧阻抗参数与物理侧参数匹配。基于同一种专利技术构思本法明还提供了一种配电网数模混合仿真接口阻抗参数的提取系统，包括：信号采集模块、分量提取模块和参数提取模块；所述信号采集模块，获取物理侧的电压和电流采样信号；所述分量提取模块，利用二阶广义积分器提取所述采样信号的正交分量；所述参数提取模块，基于所述正交分量利用预先设定的阻抗提取计算式计算设置于数字侧与物理侧之间的阻尼阻抗接口的阻抗参数；其中，所述阻抗参数包括：电阻和电感。优选的，所述分量提取模块包括电流分量提取子模块和电压分量提取子模块；所述电流分量提取子模块，基于所述电流采样信号利用二阶广义积分器进行处理得到与采样电流信号同相位同幅值的基波电流信号和与采样电流信号滞后九十度相位同幅值的正交电流信号；所述电压分量提取子模块，基于所述电压采样信号利用二阶广义积分器进行处理得到与采样电压信号同相位同幅值的基波电压信号和与采样电压信号滞后九十度相位同幅值的正交电压信号。优选的，所述参数提取模块包括：等效电阻计算子模块和等效电感计算子模块；所述等效电阻计算子模块，基于所述一组相互正交的电流和一组相互正交的电压信号利用等效电阻计算式计算等效电阻；所述等效电感计算子模块，基于所述一组相互正交的电流、一组相互正交的电压信号和系统角速度利用等效电感计算式计算等效电感。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供一种配电网数模混合仿真接口阻抗参数的提取方法，包括：将获取物理侧的电压和电流采样信号；利用二阶广义积分器提取所述采样信号的正交分量；基于所述正交分量利用预先设定的阻抗提取计算式计算设置于数字侧与物理侧之间的阻尼阻抗接口的阻抗参数；其中，所述阻抗参数包括：电阻和电感。较好的解决了接口延时的问题，提高了电力系统数模混合仿真的仿真精度和稳定性。附图说明图1为电压型阻尼阻抗法的接口结构图；图2为本专利技术步骤流程图；图3为二阶广义积分器伯德图；图4为本专利技术的参考系统图；图5为本专利技术的电阻分量匹配结果图；图6为本专利技术的电感分量匹配结果图；图7为数字侧电压响应图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合说明书附图和实例对本专利技术的内容做进一步的说明。实施例1：一种配电网数字混合仿真接口阻抗的匹配方法，如图2所示包括：步骤1：获取物理设备的电压和电流采样信号；步骤2：利用二阶广义积分器提取所述采样信号的正交分量；步骤3：基于所述正交分量利用预先设定的阻抗提取计算式计算设置于数字侧与物理侧之间的阻尼阻抗接口的阻抗参数；其中，所述阻抗参数包括：电阻和电感。一种配电网数字混合仿真接口阻抗的匹配方法的具体步骤如下：步骤2：利用二阶广义积分器提取所述采样信号的正交分量具体包括：首先利用二阶广义积分器对采集的电压和电流信号进行处理，其传递函数如下：其伯德图如图3所示，从伯德图可以看到，经过二阶广义积分器处理后，得到了两个正交信号，一个跟原始输入信号同相位，一个滞后九十度。且两个信号在50Hz处的幅值不变，直流分量和谐波分量都被滤除。也即经过二阶广义积分器处理后，得到了幅值和相位不变的基波信号及相位滞后九十度的正交信号。对电路中电压和电流在任意时刻进行采样，得到u和i，送入二阶广义积分器进行处理，处理后得到与原始信号同相位的u2和i2，以及滞后九十度的信号u1和i1，且保留基波幅值不变。步骤3：基于所述正交分量利用预先设定的阻抗提取计算式计算设置于数字侧与物理侧之间的阻尼阻抗接口的阻抗参数具体包括：利用该组正交信号，等效电阻计算式如下：式中，R为物理设备所提取计算出的等效电阻；u1、u2、i1、i2为二阶广义积分器处理后得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网数模混合仿真接口阻抗参数的提取方法，其特征在于，包括：/n获取物理侧的电压和电流采样信号；/n利用二阶广义积分器提取所述采样信号的正交分量；/n基于所述正交分量利用预先设定的阻抗提取计算式计算设置于数字侧与物理侧之间的阻尼阻抗接口的阻抗参数；/n其中，所述阻抗参数包括：电阻和电感。/n

【技术特征摘要】
1.一种配电网数模混合仿真接口阻抗参数的提取方法，其特征在于，包括：
获取物理侧的电压和电流采样信号；
利用二阶广义积分器提取所述采样信号的正交分量；
基于所述正交分量利用预先设定的阻抗提取计算式计算设置于数字侧与物理侧之间的阻尼阻抗接口的阻抗参数；
其中，所述阻抗参数包括：电阻和电感。


2.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述利用二阶广义积分器提取所述采样信号的正交分量包括：
基于所述采样信号利用二阶广义积分器进行处理，分别得到一组相互正交的电流和一组相互正交的电压信号；
其中，所述一组相互正交的电流信号包括：与采样电流信号同相位同幅值的基波电流信号和与采样电流信号滞后九十度相位同幅值的正交电流信号；
所述一组相互正交的电压信号包括：与采样电压信号同相位同幅值的基波电压信号和与采样电压信号滞后九十度相位同幅值的正交电压信号。


3.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述阻抗提取计算式包括：等效电阻计算式和等效电感计算式。


4.如权利要求3所述的提取算法，其特征在于，所述基于所述正交分量利用预先设定的阻抗提取计算式计算设置于数字侧与物理侧之间的阻尼阻抗接口的阻抗参数包括：
基于所述一组相互正交的电流和一组相互正交的电压信号利用等效电阻计算式计算等效电阻；
基于所述一组相互正交的电流、一组相互正交的电压信号和系统角速度利用等效电感计算式计算等效电感。


5.如权利要求4所述的提取方法，其特征在于，所述等效电阻计算式如下式所示：



式中：R为物理设备所提取计算出的等效电阻；u1、u2、i1、i2为二阶广义积分器处理后得到的电压值和电流值，其中，u2比u1超前90°i2比i1超前90°。


6.如权利要求4所述的提取方法，其特征在于，所述等效电感计算式如下式所示：...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶学顺，刘科研，盛万兴，孟晓丽，白牧可，康田园，张怀天，梁剑，康伟，宫震，康忠健，罗海荣，张迪，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网宁夏电力有限公司电力科学研究院，国网宁夏电力有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11