虚拟同步机虚拟功角确定方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种虚拟同步机虚拟功角确定方法及装置，所述方法包括：利用预先建立的虚拟同步机接入无穷大系统的数字仿真模型及虚拟同步机的数学模型，获取虚拟同步机的输出三相电压、输出三相电流及母线三相电压；根据虚拟同步机的输出三相电压及输出三相电流，确定虚拟同步机的有功功率；根据预设的有功功率参考值及虚拟同步机的有功功率，确定虚拟同步机的虚拟转子角；根据母线三相电压确定母线电压相角，根据母线电压相角及虚拟转子角，确定虚拟同步机相对于无穷大系统母线的虚拟功角。本发明专利技术明确了虚拟同步机虚拟功角的物理意义，由此实现直观观测虚拟同步机功角，可用于虚拟同步机接入电力系统的暂态特性分析。同步机接入电力系统的暂态特性分析。同步机接入电力系统的暂态特性分析。

【技术实现步骤摘要】
虚拟同步机虚拟功角确定方法及装置


[0001]本专利技术涉及虚拟同步机
，尤指一种虚拟同步机虚拟功角确定方法及装置。

技术介绍

[0002]近年来，新能源发电持续快速增长，电力系统电力电子化已经成为行业发展趋势。然而，电力电子设备显著区别于传统电磁变换装备的动态特性，深刻改变着电力系统的电压及频率动态行为，对电力系统的安全稳定运行提出挑战。在这种情况下，新能源具备主动支撑电网能力逐渐成为行业共识。虚拟同步机技术可以使新能源发电设备具有与常规同步机组类似的频率和电压调节特性，能够解决高比例新能源接入后电网缺乏支撑能力的问题，逐步得到关注与大规模应用。
[0003]然而，目前对虚拟同步机接入电力系统的稳定分析研究尚不成熟，现有研究多关注虚拟同步机小干扰稳定性分析，并没有对其在电网故障的大扰动下的暂态功角稳定性的研究，缺少直观的虚拟功角的分析与观测方法。作为暂态稳定分析的关键表征量，如何快速准确的获取虚拟同步机的虚拟功角信息至为重要。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术实施例的主要目的在于提供一种虚拟同步机虚拟功角确定方法及装置，实现直观观测虚拟同步机功角，为虚拟同步机接入电力系统后的暂态稳定分析提供了有效手段。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供一种虚拟同步机虚拟功角确定方法，所述方法包括：
[0006]利用预先建立的虚拟同步机接入无穷大系统的数字仿真模型及虚拟同步机的数学模型，获取虚拟同步机的输出三相电压、输出三相电流及母线三相电压；
[0007]根据所述虚拟同步机的输出三相电压及输出三相电流，确定所述虚拟同步机的有功功率；
[0008]根据预设的有功功率参考值及所述虚拟同步机的有功功率，确定所述虚拟同步机的虚拟转子角；
[0009]根据所述母线三相电压确定母线电压相角，并根据所述母线电压相角及所述虚拟转子角，确定所述虚拟同步机相对于无穷大系统母线的虚拟功角。
[0010]可选的，在本专利技术一实施例中，所述根据所述虚拟同步机的输出三相电压及输出三相电流，确定所述虚拟同步机的有功功率包括：
[0011]分别确定所述输出三相电压中单相电压与所述输出三相电流中对应的单相电流的乘积，将各乘积之和作为所述虚拟同步机的有功功率。
[0012]可选的，在本专利技术一实施例中，所述根据预设的有功功率参考值及所述虚拟同步机的有功功率，确定所述虚拟同步机的虚拟转子角包括：
[0013]确定预设的有功功率参考值与所述虚拟同步机的有功功率的第一差值，根据所述第一差值、预设的频率调节系数及所述虚拟同步机的额定角频率确定所述虚拟同步机的虚拟转子角。
[0014]可选的，在本专利技术一实施例中，所述根据所述母线电压相角及所述虚拟转子角，确定所述虚拟同步机相对于无穷大系统母线的虚拟功角包括：
[0015]确定所述虚拟转子角与所述母线电压相角的第二差值，将所述第二差值作为所述虚拟同步机相对于无穷大系统母线的虚拟功角。
[0016]本专利技术实施例还提供一种虚拟同步机虚拟功角确定装置，所述装置包括：
[0017]数据获取模块，用于利用预先建立的虚拟同步机接入无穷大系统的数字仿真模型及虚拟同步机的数学模型，获取虚拟同步机的输出三相电压、输出三相电流及母线三相电压；
[0018]有功功率模块，用于根据所述虚拟同步机的输出三相电压及输出三相电流，确定所述虚拟同步机的有功功率；
[0019]虚拟转子角模块，用于根据预设的有功功率参考值及所述虚拟同步机的有功功率，确定所述虚拟同步机的虚拟转子角；
[0020]虚拟功角模块，用于根据所述母线三相电压确定母线电压相角，并根据所述母线电压相角及所述虚拟转子角，确定所述虚拟同步机相对于无穷大系统母线的虚拟功角。
[0021]可选的，在本专利技术一实施例中，所述有功功率模块还用于分别确定所述输出三相电压中单相电压与所述输出三相电流中对应的单相电流的乘积，将各乘积之和作为所述虚拟同步机的有功功率。
[0022]可选的，在本专利技术一实施例中，所述虚拟转子角模块还用于确定预设的有功功率参考值与所述虚拟同步机的有功功率的第一差值，根据所述第一差值、预设的频率调节系数及所述虚拟同步机的额定角频率确定所述虚拟同步机的虚拟转子角。
[0023]可选的，在本专利技术一实施例中，所述虚拟功角模块还用于确定所述虚拟转子角与所述母线电压相角的第二差值，将所述第二差值作为所述虚拟同步机相对于无穷大系统母线的虚拟功角。
[0024]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法。
[0025]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。
[0026]本专利技术通过预先建立的虚拟同步机接入无穷大系统的数字仿真模型及虚拟同步机的数学模型，明确了虚拟同步机虚拟功角的物理意义，选取虚拟同步机转子位置角与无穷大母线电压相角之差为虚拟功角，由此实现直观观测虚拟同步机功角，可用于虚拟同步机接入电力系统的暂态特性分析，为虚拟同步机的推广应用与安全稳定运行奠定了研究基础。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些
实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例一种虚拟同步机虚拟功角确定方法的流程图；
[0029]图2为本专利技术实施例中虚拟同步机接入无穷大系统数字仿真模型的示意图；
[0030]图3为本专利技术实施例中虚拟同步机控制框图；
[0031]图4为本专利技术实施例中虚拟转子角测量框图；
[0032]图5为本专利技术实施例中虚拟同步机虚拟转子角测量仿真模块示意图；
[0033]图6为本专利技术实施例中虚拟同步机虚拟功角曲线示意图；
[0034]图7为本专利技术实施例一种虚拟同步机虚拟功角确定装置的结构示意图；
[0035]图8为本专利技术一实施例所提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0036]本专利技术实施例提供一种虚拟同步机虚拟功角确定方法及装置。
[0037]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0038]如图1所示为本专利技术实施例一种虚拟同步机虚拟功角确定方法的流程图，本专利技术实施例提供的虚拟同步机虚拟功角确定方法的执行主体包括但不限于计算机。图中所示方法包括：
[0039]步骤S1，利用预先建立的虚拟同步机接入无穷大系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种虚拟同步机虚拟功角确定方法，其特征在于，所述方法包括：利用预先建立的虚拟同步机接入无穷大系统的数字仿真模型及虚拟同步机的数学模型，获取虚拟同步机的输出三相电压、输出三相电流及母线三相电压；根据所述虚拟同步机的输出三相电压及输出三相电流，确定所述虚拟同步机的有功功率；根据预设的有功功率参考值及所述虚拟同步机的有功功率，确定所述虚拟同步机的虚拟转子角；根据所述母线三相电压确定母线电压相角，并根据所述母线电压相角及所述虚拟转子角，确定所述虚拟同步机相对于无穷大系统母线的虚拟功角。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述虚拟同步机的输出三相电压及输出三相电流，确定所述虚拟同步机的有功功率包括：分别确定所述输出三相电压中单相电压与所述输出三相电流中对应的单相电流的乘积，将各乘积之和作为所述虚拟同步机的有功功率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的有功功率参考值及所述虚拟同步机的有功功率，确定所述虚拟同步机的虚拟转子角包括：确定预设的有功功率参考值与所述虚拟同步机的有功功率的第一差值，根据所述第一差值、预设的频率调节系数及所述虚拟同步机的额定角频率确定所述虚拟同步机的虚拟转子角。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述母线电压相角及所述虚拟转子角，确定所述虚拟同步机相对于无穷大系统母线的虚拟功角包括：确定所述虚拟转子角与所述母线电压相角的第二差值，将所述第二差值作为所述虚拟同步机相对于无穷大系统母线的虚拟功角。5.一种虚拟同步机虚拟功角确定装置，其特征在于，所述装置包括：数据获取模块，用于利用预...

【专利技术属性】
技术研发人员：程雪坤，杜维柱，刘辉，吴林林，刘京波，张瑞芳，孙大卫，
申请(专利权)人：国家电网有限公司华北电力科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：