【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源发电，并且更具体地，涉及一种新能源同步发电机的宽频阻抗建模方法及装置。
技术介绍
1、新能源并网变流器目前的主流控制方式为跟网型控制，包括直流电压环、锁相环、电流环等多个控制环节，控制带宽覆盖频率范围从几赫兹到上千赫兹不等。受控制特性的约束，传统的跟网型新能源并网设备在弱电网下容易与电网交互引发宽频带范围内的振荡问题，不仅制约了新能源消纳，也对电网的安全稳定运行造成了危害。
2、为了解决新能源并网振荡问题，目前有多种不同的解决思路，按照实现方式的不同，可以主要分为以下两种手段：1)从新能源发电控制侧入手，通过改造新能源发电装置的控制特性来提升稳定性，主要包含变流器控制器参数重塑，附加虚拟阻抗控制等。2)从电网侧入手改造，通过在电网侧加装调相机等设备来增强电网强度，提供无功支撑和暂态电压调节能力。但是，上述改进方法依旧面临不足：单纯改进控制参数将会面临暂、稳态下的双重约束，随着电网强度降低，参数设计边界逐步减小，无法从根本上解决稳定性问题对新能源发展的影响。目前的同步调相机单机容量较大，在电网侧配置调相机面临着成本高昂，无法配置到低电压等级和对新能源机端支撑能力有限等问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种新能源同步发电机的宽频阻抗建模方法及装置。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种新能源同步发电机的宽频阻抗建模方法，包括：
3、建立新能源同步发电机的功率环频域小信号模型；
4、根据功率
5、建立新能源同步发电机的静止坐标系下开绕组电机频域小信号模型；
6、根据变流器端口输出电压频域小信号模型以及静止坐标系下开绕组电机频域小信号模型，建立新能源同步发电机宽频阻抗模型。
7、可选地，建立新能源同步发电机的功率环频域小信号模型，包括：
8、将新能源并网点电压电流时域表达式转换为电压电流频域表达式；
9、根据瞬时功率理论，计及新能源同步发电机中低通滤波器环节的影响，确定三相功率时域表达式；
10、利用频域卷积定理，根据电压电流频域表达式以及三相功率时域表达式，确定功率环频域小信号模型。
11、可选地，功率环频域小信号模型包括有功功率频域表达式和无功功率频域表达式，其中：
12、有功功率频域表达式：
13、
14、无功功率频域表达式：
15、
16、式中，va、vb、vc为并网点处的三相相电压，va、vb、vc为并网点处的三相相电流，glpf(s)为功率低通滤波器的传递函数，v1，i1为基波的频域形式，v1*为v1的共轭，i1*为i1的共轭，v1＝v1/2，vp，ip为正序小扰动的频域形式vn，in为负序耦合小扰动的频域形式v1，vp，vn依次为基波电压，正序扰动电压和负序扰动电压的幅值；i1，ip，in依次为基波电流，正序扰动电流和负序电流幅值；φvp，φvn为正序扰动电压和负序扰动电压的相角；φi1，φip，φin为基波、正序扰动和负序扰动电流的相角，负序扰动的频率fn＝fp-2f1。
17、可选地，根据功率环频域小信号模型建立新能源同步发电机的变流器端口输出电压频域小信号模型，包括：
18、根据预先构建的有功功率环路表达式以及有功功率频域表达式，建立相角频域表达式；
19、根据预先构建的无功电压环路表达式以及无功功率频域表达式，建立电压幅值频域表达式；
20、根据预先构建的余弦相角表达式以及相角频域表达式，建立余弦相角频域表达式；
21、根据预先构建的三相参考波形表达式、电压幅值频域表达式以及余弦相角频域表达式，建立调制波a相频域表达式；
22、根据相角频域表达式、电压幅值频域表达式以及调制波a相频域表达式，建立变流器端口输出电压频域小信号模型。
23、可选地，建立新能源同步发电机的静止坐标系下开绕组电机频域小信号模型，包括：
24、建立新能源同步发电机的旋转坐标系下开绕组电机频域小信号模型；
25、根据预先构建的转关关系，将旋转坐标系下开绕组电机频域小信号模型转换成静止坐标系下开绕组电机频域小信号模型。
26、可选地，新能源同步发电机宽频阻抗模型为：
27、
28、式中，zresg表示新能源同步发电机的宽频阻抗模型；zppo表示开绕组电机正序阻抗；zpno表示开绕组电机正序耦合阻抗；znno表示开绕组电机负序阻抗；znpo表示开绕组电机负序耦合阻抗；mi，ni(i＝1,2,3,4)为和变流器电压相关的一组表达式：
29、
30、
31、其中，s′＝s-jω1，φvir为变流器的功角，v1，i1为基波的频域形式，v1＝v1/2，v1*为v1的共轭，i1*为i1的共轭，v1为基波电压幅值，i1为基波电流幅值。
32、可选地，还包括：
33、通过扫频方法获取被测对象的扫频阻抗；
34、利用新能源同步发电机宽频阻抗模型解析被测对象的解析阻抗；
35、根据扫频阻抗以及解析阻抗，验证新能源同步发电机宽频阻抗模型的准确性。
36、根据本专利技术的另一个方面，提供了一种新能源同步发电机的宽频阻抗建模装置，包括：
37、第一建立模块，用于建立新能源同步发电机的功率环频域小信号模型；
38、第二建立模块，用于根据功率环频域小信号模型建立新能源同步发电机的变流器端口输出电压频域小信号模型；
39、第三建立模块，用于建立新能源同步发电机的静止坐标系下开绕组电机频域小信号模型；
40、第四建立模块，用于根据变流器端口输出电压频域小信号模型以及静止坐标系下开绕组电机频域小信号模型，建立新能源同步发电机宽频阻抗模型。
41、根据本专利技术的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行本专利技术上述任一方面所述的方法。
42、根据本专利技术的又一个方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现本专利技术上述任一方面所述的方法。
43、从而，本专利技术提出了一种新能源同步发电机的宽频阻抗建模方法，考虑了新能源同步发电机的全控制环节和开绕组电机本体阻抗，通过建立新能源同步发电机的功率环频域小信号模型、静止坐标系下开绕组电机频域小信号模型；然后根据功率环频域小信号模型建立新能源同步发电机的变流器端口输出电压频域小信号模型；根据变流器端口输出电压频域小信号模型以及静止坐标系下开绕组电机频域小信号模型，建立新能源同步发电机宽频阻抗模型。本专利技术提出的建模方法可以较好的反映新能源同步发电机的宽频阻抗特性，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新能源同步发电机的宽频阻抗建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立新能源同步发电机的功率环频域小信号模型，包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述功率环频域小信号模型包括有功功率频域表达式和无功功率频域表达式，其中：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述功率环频域小信号模型建立所述新能源同步发电机的变流器端口输出电压频域小信号模型，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立所述新能源同步发电机的静止坐标系下开绕组电机频域小信号模型，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新能源同步发电机宽频阻抗模型为：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
8.一种新能源同步发电机的宽频阻抗建模装置，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，第一建立模块，包括：
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，第二建立模块，包括：
11.根据权利要
12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-7任一所述的方法。
14.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
...【技术特征摘要】
1.一种新能源同步发电机的宽频阻抗建模方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立新能源同步发电机的功率环频域小信号模型，包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述功率环频域小信号模型包括有功功率频域表达式和无功功率频域表达式，其中：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述功率环频域小信号模型建立所述新能源同步发电机的变流器端口输出电压频域小信号模型，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建立所述新能源同步发电机的静止坐标系下开绕组电机频域小信号模型，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新能源同步发电机宽频...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘纯，汪海蛟，何国庆，赵牧驰，吴福保，张明远，陶以彬，冯煜尧，孙艳霞，张兴，张悦，曲平，王盼盼，柴炜，张小瑜，张斌，孙文文，李洋，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。