【技术实现步骤摘要】
本申请涉及新能源发电，尤其是涉及一种异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法。
技术介绍
1、多变换器并联发电系统的小干扰同步稳定性，主要受系统内各变换器的控制特性作用，主要失稳现象表现为同步相角的渐近发散失稳。目前，针对同一种同步控制类型的多变换器系统的同步稳定性研究较多。
2、而对于同时含跟网型变换器和构网型变换器的异构型多变换器并联发电系统，目前主要采用两类通用的分析方法，包括状态空间法和阻抗法。其中，状态空间法如基于时域状态空间法，其定量的分析了异构型系统在离网运行模式下的模式分布、以及控制参数对其运动变化的影响；对于阻抗法，通过构建异构系统各变换器的阻抗，然后通过阻抗互联形成聚合导纳模型，研究了其在并网模式下的小干扰稳定性。还有一种同步主导回路法，主要思路是将同步控制环作为前馈回路，将剩余系统动态聚合为反馈回路，通过同步相角阻尼直观分析同步失稳机理。
3、上述时域状态空间法和频域阻抗法均是将同步控制环作为模型的众多参数之一，在分析特征值或计算零极点或绘制特征根轨迹时，无法直接反映系统稳定性与同步控制动态的联系，特别是同时含有跟网型和构网型同步控制。而新近提出的同步主导回路法，虽然能够直接、定量从虚拟（功角）运动视角分析得到系统稳定裕度（即建立了系统稳定性与同步控制的显性关系），但目前主要面向单变换器并网系统，如何计及多机的互联网络和宽频控制环节尚不清楚。同时，由于在同步反馈回路建模时，会对系统剩余控制环节进行聚合，该操作极易引入右半平面极点，导致稳定裕度的计算失准。
技
1、本申请的其中一个目的在于提供一种能够解决上述
技术介绍
中至少一个缺陷的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法。
2、为达到上述的至少一个目的，本申请采用的技术方案为：一种异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，包括如下步骤：
3、s100：构建多变换器并联系统的节点导纳网络模型；
4、s200：基于节点导纳网络模型进行系统稳定性主导节点的定位；
5、s300：基于主导节点的定位对多变换器并联系统进行源-荷子系统的划分并建立相应的聚合导纳模型；
6、s400：基于源-荷子系统的聚合导纳模型，建立虚拟功角运行主导下异构系统的等效单入单出闭环模型；
7、s500：建立闭环系统的等效单入单出环路增益模型，以获得同步稳定裕度的量化计算公式。
8、优选的，步骤s100包括如下具体过程：
9、s110：基于小信号化建模方法，分别建立跟网型和构网型变换器的节点导纳矩阵模型；
10、s120：按照变换器的顺序将步骤s110的节点导纳矩阵模型按块对角顺序排列，获得变换器网络节点导纳矩阵ycon(s)；
11、s130：基于节点法建立无源元件网络的节点导纳矩阵ynet(s)；
12、s140：将步骤s120和s130获得的节点导纳矩阵进行并联叠加，得到多变换器并联系统的节点导纳网络模型y(s)，y(s)=ycon(s)+ynet(s)。
13、优选的，步骤s110获得的节点导纳矩阵模型为：
14、；
15、步骤s120中通过对角顺序排列后的节点导纳矩阵ycon(s)为：
16、；
17、其中，x表示变换器的数量，ycony(s)表示变换器y的节点导纳模型，表示变换器y的交流d轴电流，表示变换器y的交流q轴电流，表示变换器y的直流侧电流，表示变换器y的交流d轴电压，表示变换器y的交流q轴电压，表示变换器y的直流侧电压。
18、优选的，步骤s200包括如下的具体过程：
19、s210：对节点导纳网络模型y(s)进行行列式的零点求解，得到一个特征根λk=0；
20、s220：基于获得的特征根λk对节点导纳矩阵y的对角元素进行偏导计算，得到关于节点i的参与因子pfii的计算公式；
21、s230：计算各节点对应的参与因子的绝对值，基于参与因子的绝对值大小来确定系统稳定性主导节点的位置；
22、其中，设行列式的零点为λm，将s=λm代入到节点导纳网络模型y(s)中并进行左右特征向量的分解以得到节点导纳矩阵y。
23、优选的，在步骤s220中，节点导纳矩阵y中的对角元素为yii，则参与因子pfii的计算公式如下：
24、；
25、其中，t表示左特征向量，r表示右特征向量。
26、优选的，步骤s300中对于源-荷子系统的划分过程为：将主导节点位置对应的变换器作为“荷”子系统，将主导节点位置以外的所有变换器和无源元件网络作为“源”子系统。
27、优选的，步骤s300中对于源-荷子系统的聚合导纳模型建立过程如下：
28、s310：保留主导节点，将节点导纳网络模型y(s)中的其余节点进行等价消去，得到相应的闭环降维模型yredu(s)；
29、s320：从闭环降维模型yredu(s)中减去与主导节点对应的变换器的节点导纳矩阵，获得“源”子系统的聚合导纳模型；
30、s330：对“源”子系统的聚合导纳模型进行交直流的分解，得到“源”子系统基于主导端口的直流侧等效聚合导纳模型和基于主导端口的交流侧等效聚合导纳模型；
31、其中，源”子系统的聚合导纳模型的分解公式如下：
32、。
33、优选的，步骤s400包括如下具体过程：
34、s410：将主导节点位置的跟网型或构网型变换器的同步控制环路作为前向通道；
35、s420：将主导节点位置的变换器的剩余动态与“源”子系统的聚合导纳模型联立；
36、s430：消去除同步控制环路输入输出以外的中间变量，建立同步反馈通路的传递函数。
37、优选的，在步骤s410中，若主导节点位置的变换器为跟网型，则前向通道和同步反馈通路的函数表达式为：
38、；
39、其中，表示前向通道的传递函数，表示同步反馈通路的传递函数；
40、若主导节点位置的变换器为构网型，则前向通道和同步反馈通路的函数表达式为：
41、；
42、其中，表示前向通道的传递函数，表示同步反馈通路的传递函数。
43、优选的，在步骤s500中，基于获得的前向通道和同步反馈通路的传递函数，建立的闭环系统的等效单入单出环路增益模型如下：
44、；或，；其中，l(s1)和l(s2)分别表示以跟网型和构网型为主导的等效单入单出环路增益模型；
45、多变换器并联系统的同步稳定裕度包括同步稳定相角裕度和同步稳定幅值裕度；
46、设等效单入单出环路增益模型的环路增益截止频率为ωc，；
47、则同步稳定相角裕度为：；
48、设等效单入单出环路增益模型的穿越频率为ωx，则同步稳定幅值裕度gm为：；
49、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，步骤S100包括如下具体过程：
3.如权利要求2所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，步骤S110获得的节点导纳矩阵模型为：
4.如权利要求2所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，步骤S200包括如下的具体过程：
5.如权利要求4所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，在步骤S220中，节点导纳矩阵Y中的对角元素为Yii，则参与因子PFii的计算公式如下：
6.如权利要求2-5任一项所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，步骤S300中对于源-荷子系统的划分过程为：将主导节点位置对应的变换器作为“荷”子系统，将主导节点位置以外的所有变换器和无源元件网络作为“源”子系统。
7.如权利要求6所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，步骤S300中对于源-荷子系统的聚合导纳模型
8.如权利要求7所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，步骤S400包括如下具体过程：
9.如权利要求8所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，在步骤S410中，若主导节点位置的变换器为跟网型，则前向通道和同步反馈通路 的函数表达式为：；
10.如权利要求9所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，在步骤S500中，基于获得的前向通道和同步反馈通路的传递函数，建立的闭环系统的等效单入单出环路增益模型如下：
...【技术特征摘要】
1.一种异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，步骤s100包括如下具体过程：
3.如权利要求2所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，步骤s110获得的节点导纳矩阵模型为：
4.如权利要求2所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，步骤s200包括如下的具体过程：
5.如权利要求4所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，在步骤s220中，节点导纳矩阵y中的对角元素为yii，则参与因子pfii的计算公式如下：
6.如权利要求2-5任一项所述的异构多变换器系统的同步稳定裕度计算方法，其特征在于，步骤s300中对于源-荷子系统的划分过程为...
【专利技术属性】
技术研发人员：许颇，王一鸣，蔡旭，张琛，宗皓翔，
申请(专利权)人：锦浪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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