【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源电磁暂态仿真建模，具体涉及一种基于硬件在环仿真的statcom宽频域阻抗特性获取方法。
技术介绍
1、在“双碳”目标驱动下，随着新能源渗透率和电力电子设备比例的不断升高，电网由同步机主导型系统逐步向电力电子设备主导型系统转变，这将导致系统惯量的减小以及公共耦合点的短路比大幅下降，使得电网呈现弱电网特性。因此，电力系统对于新能源及电力电子设备的接入提出了更高的要求，需要电力电子设备提供正阻尼，抑制电力系统的振荡。现阶段对于电力电子设备的阻抗特性计算方法较少，因此如何获得准确的电力电子设备的阻抗特性是目前能源电磁暂态仿真建模
亟需解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供了种基于硬件在环仿真的statcom宽频域阻抗特性获取方法，该方法考虑了statcom的硬件控制器特性，可以准确地获取statcom在宽频域范围的阻抗特性，对于statcom接入电网的影响分析提供重要依据。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、基于硬件在环仿真的statcom宽频域阻抗特性获取方法，包括如下步骤：
4、步骤(1)，搭建基于硬件在环仿真平台的statcom单机无穷大系统；
5、步骤(2)，设定电压扰动信号的幅值为k％un，k为任意大于0的常数，un为statcom并网点标称电压；设定电压扰动信号的频率下限为f1，电压扰动信号的频率上限为f2，f1、f2均为正整数，则三相正序电压
6、
7、式中：ua+、ub+、uc+分别为三相正序电压扰动信号，t为时间，f3为[f1，f2]之间的正整数；
8、三相负序电压扰动信号为：
9、
10、式中：ua-、ub-、uc-分别为三相负序电压扰动信号；
11、步骤(3)，向基于硬件在环仿真平台的statcom单机无穷大系统中的statcom本体注入步骤(2)得到的幅值为标称电压k％、频率为f3的三相正序电压扰动信号，同时采集statcom机端三相电压、电流信号数据；
12、步骤(4)，利用快速傅里叶变换函数对步骤(3)采集得到的statcom机端三相电压、三相电流数据进行傅里叶变换，提取在频率f3下的三相电压幅值和相位、三相电流幅值和相位；
13、则在频率f3下的正序电压δup(f3)、正序电流δip(f3)为；
14、
15、其中，ua+(f3)、ub+(f3)、uc+(f3)分别表示在注入正序电压扰动信号时a、b、c三相电压的幅值
16、uθa+(f3)、uθb+(f3)、uθc+(f3)分别表示在注入正序电压扰动信号时a、b、c三相电压的相位；
17、ia+(f3)、ib+(f3)、ic+(f3)、iθa+(f3)、iθb+(f3)、iθc+(f3)分别表示在注入正序电压扰动信号时a、b、c三相电流的幅值；
18、iθa+(f3)、iθb+(f3)、iθc+(f3)分别表示在注入正序电压扰动信号时a、b、c三相电流的相位；
19、步骤(5)，计算在频率f3下的正序阻抗z1：
20、z1＝δup(f3)/δip(f3) (4)
21、步骤(6)，向基于硬件在环仿真平台的statcom单机无穷大系统中的statcom本体注入步骤(2)得到的幅值为标称电压k％、频率为f3的三相负序电压扰动信号，同时采集statcom机端三相电压、电流信号数据；
22、步骤(7)，利用快速傅里叶变换函数对步骤(6)采集得到的statcom机端三相电压、三相电流数据进行傅里叶变换，提取在频率f3下的三相电压幅值和相位、三相电流幅值和相位；
23、则在频率f3下的负序电压δun(f3)、负序电流δin(f3)为；
24、
25、其中，ua-(f3)、ub-(f3)、uc-(f3)分别表示在注入负序电压扰动信号时a、b、c三相电压的幅值
26、uθa-(f3)、uθb-(f3)、uθc-(f3)分别表示在注入负序电压扰动信号时a、b、c三相电压的相位；
27、ia-(f3)、ib-(f3)、ic-(f3)分别表示在注入负序电压扰动信号时a、b、c三相电流的幅值；
28、iθa-(f3)、iθb-(f3)、iθc-(f3)分别表示在注入负序电压扰动信号时a、b、c三相电流的相位；
29、步骤(8)，计算在频率f3下的负序阻抗z2：
30、z2＝δun(f3)/δin(f3) (6)
31、步骤(9)，利用matlab中semilogx函数对步骤(5)得到的正序阻抗z1和步骤(8)得到的负序阻抗z2绘制正、负序阻抗的bode图，如图2～图5所示，图2～图3为statcom在所加扰动信号下的正序幅频和相频特性，图4～图5所示为statcom在所加扰动信号下的负序幅频和相频特性，将图2～图5作为最终获取的statcom阻抗特性；即为statcom在幅值为标称电压k％、频率f3下的阻抗特性；
32、步骤(10)，重新设定扰动信号的频率f3，重复步骤(3)到(9)，即可得到statcom在幅值为标称电压k％、频率在[f1，f2]之间的所有频率下的阻抗特性。
33、进一步，优选的是，步骤(1)中，所述的基于硬件在环仿真平台的stat com单机无穷大系统中，statcom本体与35kv母线相连，然后通过主变压器升压至220kv，再与无穷大电网相连，statcom控制器通过光纤与rt-lab仿真器传输pwm控制信号，statcom控制器通过db37连接线与仿真器的模拟量输出板卡相连，采集电网三相电压、电流信号。
34、进一步，优选的是，步骤(4)和步骤(7)中，均是利用matlab中的fft函数对statcom机端三相电压、三相电流数据进行傅里叶变换。
35、进一步，优选的是，k取值为2～5。
36、进一步，优选的是，f1为1，f2不超过3000。
37、本专利技术同时提供一种评估statcom是否能在电力系统不稳定时提供正阻尼的方法，采用上述基于硬件在环仿真的statcom宽频域阻抗特性获取方法，包括如下步骤：
38、如果阻抗特性中相频特性曲线在正、负90度之间，则能提供正阻尼，否则不能提供。
39、本专利技术提供一种基于硬件在环仿真的statcom宽频域阻抗特性获取方法，该方法可以准确、快速地获取statcom在宽频域范围的阻抗特性。
40、本专利技术步骤(4)中，matlab中fft的使用方法：输入三相电压、电流数据，其可自动输出频率f3下的三相电压幅值和相位、三相电流幅值和相位)：ua+(f3)、ub+(f3)、uc+(f3)；uθa+(f3)、uθb+(f3)、uθc+(f3)；ia+(f3)、i本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于硬件在环仿真的STATCOM宽频域阻抗特性获取方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于硬件在环仿真的STATCOM宽频域阻抗特性获取方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的基于硬件在环仿真平台的STAT COM单机无穷大系统中，STATCOM本体与35kV母线相连，然后通过主变压器升压至220kV，再与无穷大电网相连，STATCOM控制器通过光纤与RT-LAB仿真器传输PWM控制信号，STATCOM控制器通过DB37连接线与仿真器的模拟量输出板卡相连，采集电网三相电压、电流信号。
3.根据权利要求1所述的基于硬件在环仿真的STATCOM宽频域阻抗特性获取方法，其特征在于，步骤(4)和步骤(7)中，均是利用Matlab中的FFT函数对STATCOM机端三相电压、三相电流数据进行傅里叶变换。
4.根据权利要求1所述的基于硬件在环仿真的STATCOM宽频域阻抗特性获取方法，其特征在于，k取值为2～5。
5.根据权利要求1所述的基于硬件在环仿真的STATCOM宽频域阻抗特性获取方法，其特征在于，f1为1，f2不超
6.一种评估STATCOM是否能在电力系统不稳定时提供正阻尼的方法，其特征在于，采用权利要求1～5任意一项所述的基于硬件在环仿真的STATCOM宽频域阻抗特性获取方法，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.基于硬件在环仿真的statcom宽频域阻抗特性获取方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于硬件在环仿真的statcom宽频域阻抗特性获取方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的基于硬件在环仿真平台的stat com单机无穷大系统中，statcom本体与35kv母线相连，然后通过主变压器升压至220kv，再与无穷大电网相连，statcom控制器通过光纤与rt-lab仿真器传输pwm控制信号，statcom控制器通过db37连接线与仿真器的模拟量输出板卡相连，采集电网三相电压、电流信号。
3.根据权利要求1所述的基于硬件在环仿真的statcom宽频域阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：文天舒，伍阳阳，袁华宇，李晓龙，白鹏，郭映维，张彩强，鲁聪，沐润志，宋小龙，张瑀明，杨蕾，方雪峰，王禹，杨正宇，张昊立，
申请(专利权)人：云南电力试验研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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