【技术实现步骤摘要】
本申请涉及变流器并网稳定性分析，具体涉及一种构网型新能源并网运行的次同步振荡分析方法及装置。
技术介绍
1、风、光等可再生能源通过电力电子变流器大规模接入电网将成为新型电力系统发展的主要趋势。但是可再生能源波动性大、电力电子设备抗扰性低等特征给电力系统稳定运行带来了巨大挑战。
2、区别于传统跟网控制，构网型(gridforming,gfm)变流器的阻抗基本呈感性，在感性弱电网下有着较为明显的优势，近年来学者们发现随着新能源渗透率增大，电网的复杂度逐步增加，在实际中接入/切出大容量电源/负荷都会使电网强度在较大范围内波动，使构网型变流器面临较大的次同步振荡(sub-synchronous resonance,ssr)风险。
3、目前，国内外针对构网型变流器面临的次同步振荡问题进行了以下研究：(1)通过特征值分析法研究了构网型变流器并网系统的稳定性边界(2)通过对构网型变流器的闭环模型进行简化和分析，从控制环节间交互的角度指出电压环与电流环对构网型变流器次同步频段的稳定性有较大影响(3)通过对比考虑频率耦合前后的构网型变流器输出阻抗特性，指出造成强网下失稳的主要原因是频率耦合效应对基频附近的正序阻抗造成了影响。但上述研究并未分析影响稳定边界范围的因素，且并未考虑电网强弱转换问题的影响，分析结果较为片面。
4、上述的分析方法局限于分析特定工况下构网型变流器的稳定性问题，主要是对变流器能否稳定运行做定性分析，且并未考虑变流器并网环境可能发生变化的问题。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请实施例提供一种构网型新能源并网运行的次同步振荡分析方法及装置，提升构网型变流器并网运行稳定性。
2、根据本申请实施例的第一方面，提供一种构网型新能源并网运行的次同步振荡分析方法，包括：
3、根据构网型变流器控制拓扑，建立构网型变流器各控制环节小信号传递模型；
4、根据所述小信号传递模型，建立表征宽频段阻抗特性的构网型变流器全阶阻抗模型；
5、基于振荡产生频段特点，简化所述构网型变流器全阶阻抗模型；
6、将简化后的构网型变流器阻抗模型转换为相序域阻抗模型；
7、根据所述相序域阻抗模型，绘制变流器与电网阻抗伯德图，截取变流器阻抗与电网相位差大于180°的频段；
8、在相位差大于180°的频段，提取变流器阻抗解析表达式的实部，结合提取的实部表达式与阻尼特性定位导致振荡的关键环节和参数。
9、可选的，所述构网型变流器各控制环节小信号传递模型如下所示：
10、功率计算环节：
11、功率控制环节：
12、电压控制环节：
13、电流控制环节：
14、滤波环节：
15、坐标变换环节：
16、其中，p和q分别表示有功功率和无功功率；e和θ分别为d轴电压参考值和坐标变换角度；ud，q、id，q、ed，q和iid，q分别为并网点电压、电流和输出端口电压、电流的dq轴分量；“～”表示小信号分量，上标“s”表示实际坐标系中的变量；上标“c”表示控制坐标系中的变量；上标“r”表示调制环节参考值；gi和gu分别为实际坐标系电压、电流到有功、无功的传递函数矩阵，gpq和gv分别为功率、电压到参考相位与参考电压幅值传递函数矩阵；ghv和ghi分别是电压控制和电流控制的传递函数矩阵；gωl和gωc分别是电压控制和电流控制的解耦项；glf和gcf分别是滤波电感和滤波电容的传递函数；u、i和e分别是u、i、和e的稳态值。
17、可选的，所述表征宽频段阻抗特性的构网型变流器全阶阻抗模型如下式所示：
18、
19、其中，zcdq为构网型变流器阻抗模型,和分别是并网点电压和电流的dq轴小信号分量。
20、可选的，所述简化所述构网型变流器全阶阻抗模型的依据为：
21、1)比例积分控制的电流环等效为比例环节；
22、2)忽略滤波环节；
23、3)忽略控制环节中的解耦项；
24、4)功率控制环节的传递矩阵gpq中的第一项在中低频段近似为零，在简化过程中直接置零处理。
25、可选的，将简化后的构网型变流器全阶阻抗模型转换为相序域阻抗模型zcpp如下所示：
26、
27、其中，k，dq分别为电压下垂系数和积分系数；ud，id分别为电压和电流的稳态值；hv为电压控制器传递函数，s＝j2πf，f为系统频率。
28、可选的，根据所述相序域阻抗模型，绘制变流器与电网阻抗伯德图，截取变流器阻抗与电网相位差大于180°的频段，包括：
29、在获得构网型变流器简化正序阻抗解析表达式后，根据解析阻抗表达式绘制能够反映构网型变流器阻抗特性的伯德图，并将之与不同短路比下电网阻抗的伯德图组合；分析在电网强度由弱变强时，变流器阻抗与电网阻抗幅值交点对应的相位差的变化情况，截取相位差大于180°的频段作为定位振荡关键环节和参数的重点关注频段。
30、可选的，在相位差大于180°的频段，提取变流器阻抗解析表达式的实部，结合提取的实部表达式与阻尼特性定位导致振荡的关键环节和参数，包括：
31、根据变流器阻抗解析表达式的实部、虚部与变流器阻尼、感容性质的对应关系，提取变流器阻抗解析表达式的实部，并绘制简化阻抗模型的实部阻尼特性示意图，最后结合提取的实部表达式与阻尼特性示意图定位导致振荡的关键环节和参数。
32、根据本申请实施例的第二方面，提供一种构网型新能源并网运行的次同步振荡分析装置，包括如下步骤：
33、第一建立模块，用于根据构网型变流器控制拓扑，建立构网型变流器各控制环节小信号传递模型；
34、第二建立模块，用于根据各控制环节小信号传递模型，建立表征宽频段阻抗特性的构网型变流器全阶阻抗模型；
35、简化模块，用于基于振荡产生频段特点，简化所述构网型变流器全阶阻抗模型；
36、转换模块，用于将简化后的构网型变流器全阶阻抗模型转换为相序域阻抗模型；
37、分析模块，用于根据所述相序域阻抗模型，绘制变流器与电网阻抗伯德图，截取变流器阻抗与电网相位差大于180°的频段；
38、定位模块，用于在相位差大于180°的频段，提取变流器阻抗解析表达式的实部，结合提取的实部表达式与阻尼特性定位导致振荡的关键环节和参数。
39、根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，其特征在于，包括：
40、一个或多个处理器；
41、存储器，用于存储一个或多个程序；
42、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的方法。
43、根据本申请实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现如第一方面所述方法的步骤...
【技术保护点】
1.一种构网型新能源并网运行的次同步振荡分析方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构网型变流器各控制环节小信号传递模型如下所示：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表征宽频段阻抗特性的构网型变流器全阶阻抗模型如下式所示：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述简化所述构网型变流器全阶阻抗模型的依据为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将简化后的构网型变流器全阶阻抗模型转换为相序域阻抗模型Zcpp如下所示：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述相序域阻抗模型，绘制变流器与电网阻抗伯德图，截取变流器阻抗与电网相位差大于180°的频段，包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在相位差大于180°的频段，提取变流器阻抗解析表达式的实部，结合提取的实部表达式与阻尼特性定位导致振荡的关键环节和参数，包括：
8.一种构网型新能源并网运行的次同步振荡分析装置，包括如下步骤：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种构网型新能源并网运行的次同步振荡分析方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构网型变流器各控制环节小信号传递模型如下所示：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表征宽频段阻抗特性的构网型变流器全阶阻抗模型如下式所示：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述简化所述构网型变流器全阶阻抗模型的依据为：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将简化后的构网型变流器全阶阻抗模型转换为相序域阻抗模型zcpp如下所示：
6.根据权利要求1所述的方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊莉，刘龙，梁阳豆，胡彬，梁振成，黄旭东，年珩，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司，
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。