[发明专利]电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法及装置

说明书

本发明公开了一种电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法及装置，其中，方法包括：获得多个变流器参数；获得多个变流器控制参数；运行并网系统，并在并网系统处于稳态时，采集并网系统的多个稳态值；根据多个变流器参数、多个变流器控制参数和多个稳态值得到导纳模型传递函数，并通过导纳模型传递函数得到扰动小信号频率为f_s时变流器的频率耦合导纳模型和阻抗模型。该方法可以考虑次、超同步之间的耦合关系，并考虑外环控制的影响，根据得到的扰动小信号得到变流器的频率耦合导纳模型和阻抗模型，从而准确分析电力系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及电力系统分析与控制技术领域，特别涉及一种电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法及装置。

背景技术

目前，随着电力电子技术的发展，电力电子设备在电力系统中扮演着重要角色。尤其是近些年来，基于变流器的可再生能源发电得到快速发展，电力电子变流器在电力系统中的应用越来越广泛。然而，变流器引起的系统稳定性问题也更加突出，例如风电并网时，变流器与交流系统之间的相互作用可能会引发次同步振荡，造成严重的电力事故。

相关技术中，在与变流器相关的振荡问题的稳定性分析中，阻抗分析的方法得到了广泛的研究和应用。其中，旋转(dq)坐标系下和静止(αβ)坐标系下的阻抗模型都被学者提出，并且得到证明二者实际上是一致的。然而，目前阻抗模型的研究主要是较高频率谐波扰动对电力系统稳定性影响的研究，对于较低频率(几Hz至2倍工频)的情况的研究较少，当前阻抗模型的研究对于电力系统SSR/SSO(SubSynchrous Resonance，次同步谐振/Subsynchronous oscillation，次同步振荡)的稳定性分析还存在着一定的缺陷，并无法保证电力系统的稳定性。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法，该方法可以准确分析电力系统的稳定性，简单易实现。

本发明的另一个目的在于提出一种电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法，包括以下步骤：获得多个变流器参数，其中，所述多个变流器参数包括变流器电阻、变流器电感和直流环节电容值；获得所述多个变流器控制参数，其中，所述多个变流器控制参数包括直流电压参考值、交流电压参考值、PI环节传递函数、电流控制传递函数、电压反馈传递函数与调制比；运行并网系统，并在所述并网系统处于稳态时，采集所述并网系统的多个稳态值，其中，所述稳态值包括并网变流器端口的工频电压、并网变流器端口的工频电流、电流控制d轴电流参考值和电流控制q轴电流参考值；根据所述多个变流器参数、所述多个变流器控制参数和所述多个稳态值得到导纳模型传递函数，并通过所述导纳模型传递函数得到扰动小信号频率为f_s时变流器的频率耦合导纳模型和阻抗模型。

本发明实施例的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法，可以考虑次、超同步之间的耦合关系，并考虑外环控制的影响，根据多个变流器参数、多个变流器控制参数和多个稳态值得到导纳模型传递函数，再根据得到的扰动小信号频率得到变流器的频率耦合导纳模型和阻抗模型，从而准确分析电力系统的稳定性。

另外，根据本发明上述实施例的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述根据所述多个变流器参数、所述多个变流器控制参数和所述多个稳态值得到所述导纳模型传递函数，进一步包括：根据当前需求确定是否考虑直流电压外环控制和/或交流电压外环控制；根据考虑结果将所述多个变流器参数、所述多个变流器控制参数和所述多个稳态值代入相应的导纳模型。