一种基于GFM-VSG并网系统的频率和电压稳定性的分析方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于GFM‑VSG并网系统的频率和电压稳定性的分析方法，属于新能源并网及虚拟同步发电机控制技术领域，其基于GFM‑VSG并网系统的小信号模型，先通过开环系统模型进行频率‑电压致稳性分析，其中频率变化速率的动态过程是一个作用于电压变化速率，然后依此对频率变化速率发生反应的动态过程；然后通过幅相反馈分析模型来评估频率的自稳定性，其中动态频率是通过频率变化速率和频率偏置之间的相互作用来定义的。同时，还发现惯性是低频振荡发生的根源，它导致了RoCoF和FB之间的自然相位偏置。结果表明，GFM‑VSG在弱电网下可以稳定运行，但在超强和极弱电网下不能良好运行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及新能源并网及虚拟同步发电机控制，具体为一种基于gfm-vsg并网系统的频率和电压稳定性的分析方法。

技术介绍

1、为了克服低惯量和弱阻尼特性引起的不稳定问题，虚拟同步发电机(vsg)控制技术被专利技术出来，通过模拟同步发电机(sg)的动态特性来增强系统的惯量和阻尼。但是，充分利用vsg的前提是它能够保持稳定，并以电网友好的方式与电网同步。因此，接入vsg的系统的稳定性对于可靠、高质量的惯量和阻尼支撑具有重要意义。

2、现有技术中，关于vsg频率和电压稳定性的研究主要集中在olsm的各种稳定性分析和建模方法上，如状态空间模型、阻抗模型、幅相运动方程(mpme)模型。通过这些方法，可以从不同的角度来看待gfm-vsg的稳定性。例如：

3、状态空间模型是为了运用特征值分析而搭建的，状态反馈控制器提出用以提升单vsg-无穷大母线系统的鲁棒稳定性。此外，还研究了虚拟惯性和虚拟阻尼因子对频率变化率(rocof)和频率偏置(fb)的影响。此外，利用特征值分析的状态空间模型研究了不同电网运行条件下vsg对低频振荡(lfo)、角稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于GFM-VSG并网系统的频率和电压稳定性的分析方法，其特征在于：首先，建立GFM-VSG并网系统的小信号模型，根据此小信号模型推出能反映频率变化速率、频率偏置、相位角偏置、电压变化速率、电压幅值偏置之间耦合关系的GFM-VSG并网系统的闭环幅相框架，然后将此框架分解得到耦合反馈框架，为开环系统模型，用于分析频率-电压致稳性；然后再提出一个基于频率自稳定性的幅相反馈分析模型，并将此幅相反馈分析模型重构成等效二阶模型，结合两个模型框架一起分析系统的稳定性和振荡的根源。

2.一种基于GFM-VSG并网系统的频率和电压稳定性的分析方法，其特征在于：所述开环系统模型包含十个...

【技术特征摘要】

1.一种基于gfm-vsg并网系统的频率和电压稳定性的分析方法，其特征在于：首先，建立gfm-vsg并网系统的小信号模型，根据此小信号模型推出能反映频率变化速率、频率偏置、相位角偏置、电压变化速率、电压幅值偏置之间耦合关系的gfm-vsg并网系统的闭环幅相框架，然后将此框架分解得到耦合反馈框架，为开环系统模型，用于分析频率-电压致稳性；然后再提出一个基于频率自稳定性的幅相反馈分析模型，并将此幅相反馈分析模型重构成等效二阶模型，结合两个模型框架一起分析系统的稳定性和振荡的根源。

2.一种基于gfm-vsg并网系统的频率和电压稳定性的分析方法，其特征在于：所述开环系统模型包含十个频率变化速率、频率偏置和相位角偏置与电压变化速率、电压幅值偏置之间的耦合反馈框架，为十个单独的前向通道，十个前向通道具有通用的传递函数，所述传递函数如下：

3.根据权利要求2所述的基于gfm-vsg并网系统的频率和电压稳定性的分析方法，其特征在于：十个前向通道均为输入第i时刻的变量经过两个传递函数后输出第(i+1)时刻的变量；输入变量包括第i时刻频率变化速率、频率偏置、相位角偏置、电压变化速率、电压幅值偏置，输出变量均为输入变量的第(i+1)时刻的对应量；十个反馈框架用i到x来标记，则ii、iv、vi、viii、x型的传递函数与i、iii、v、vii、ix型的传递函数相同。

4.根据权利要求2所述的基于gfm-vsg并网系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李畅，袁军，杨雅倩，邵冰冰，李伟，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：