【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源，并且更具体地，涉及一种建立混合同步型新能源构网变流器的小信号分析模型的方法。
技术介绍
1、目前，主流的跟网型控制新能源在弱电网条件下的稳定运行受到严峻挑战，于是，具有构建电网同步电压能力的构网型控制技术备受到广泛关注。然而，研究表明，在实际系统并网场景下，采用构网型控制的新能源面临着稳态运行下的强弱电网适应性、功率输出效率，以及暂态下的同步稳定性等问题。因此，亟需提出一种新的同步控制策略，使新能源并网变流器在弱电网下稳定运行的同时，最大限度地提高动、暂态稳定特性，并提高新能源的利用效率。
技术实现思路
1、根据本专利技术，提供了一种建立混合同步型新能源构网变流器的小信号分析模型的方法及系统，以解决如何使新能源并网变流器在弱电网下稳定运行的同时，最大限度地提高动、暂态稳定特性，并提高新能源的利用效率的技术问题。
2、根据本专利技术的第一个方面，提供了一种建立混合同步型新能源构网变流器的小信号分析模型的方法，包括：
3、根据并网点q轴电压幅值和比例控制系数、比例积分控制系数，确定混合同步构网型变流器控制策略；
4、建立dq旋转坐标系下s域数学模型，基于所述混合同步构网型变流器控制策略，当功率同步控制受到小扰动时，将有功控制环进行线性化，得到有功功率的小信号模型，得到混合同步控制策略中同步环路小信号模型；
5、当同步环路小信号模控制系统受到小扰动时，确定各变量的小信号模型以及电压电流双闭环控制的小信号矩阵模型，建立内
6、基于所述混合同步构网型变流器控制策略以及电势与输出功率之间的线性关系，确定混合同步构网型变流器小信号模型；
7、基于所述混合同步构网型变流器小信号模型，构建有功功率环输出相位的小干扰信号与变流器内电势相位的小干扰信号之间的传递函数。
8、可选地，根据并网点q轴电压幅值和比例控制系数、比例积分控制系数，确定混合同步构网型变流器控制策略，包括：
9、确定混合同步控制变流器并网系统的数学模型为：
10、
11、其中，uq为并网点q轴电压幅值，kp和ki分别为新增加的q轴电压控制器的比例控制系数和积分控制系数，pref为变流器输出有功功率参考值，pe为变流器输出有功功率的实际值，mp为有功功率下垂系数，wref为旋转角频率参考值，whyb为混合同步控制策略的角频率；
12、在dq轴旋转坐标系中，并网点q轴电压uq与混合同步控制模块输出相位θt、电网相角θg与之间的数学表达式为：
13、uq＝utsinθtθg(2)
14、其中，ut为变流器端电压的幅值，θg为电网相角，θt为混合型同步控制变流器端电压输出相角。
15、可选地，建立dq旋转坐标系下s域数学模型，当功率同步控制受到小扰动时，将有功控制环进行线性化，得到有功功率的小信号模型，根据所述s域数学模型，得到混合同步控制策略中同步环路小信号模型，包括：
16、建立dq旋转坐标系下s域数学模型
17、
18、其中，edq为变流器内电势相量dq轴分量，utdq为并网点电压电压相量dq轴分量，idq为并网点电流相量dq轴分量，滤波阻抗、线路阻抗及滤波电容用矩阵形式表示为cl(s)＝diag[slf+rf]，cg(s)＝diag[slg+rg]，cc(s)＝diag[sc]；
19、edq，utdq，idq通过abc静止坐标系变换到dq旋转坐标系的方式实现，各个变量的坐标变换规律如下：
20、
21、其中，各分量具体表达式为：iabc＝[ia ib ic]t，utabc＝[uta utb utc]t，idq＝[id iq]t，utdq＝[utd utq]t，iabc＝[ia ib ic]t，erefabc＝[erefa erefb erefc]t，erefdq＝[erefd erefq]t。
22、当功率同步控制受到小扰动时，δδ＝δθt-δθg，将有功控制环进行线性化，得到有功功率的小信号模型为：
23、
24、根据式(3)和式(4)，分析得到混合同步控制策略中同步环路小信号模型：
25、
26、可选地，当同步环路小信号模控制系统受到小扰动时，确定各变量的小信号模型以及电压电流双闭环控制的小信号矩阵模型，建立内电势与输出功率之间的关系并进行线性化，包括：
27、当上述控制系统受到小扰动时，各变量的小信号模型表示为：
28、
29、其中，各变量在dq坐标系和αβ坐标系下的矩阵形式表示为：
30、
31、另外，电压电流双闭环控制的小信号矩阵模型表示为：
32、
33、结合上述公式，得到变流器内电动势与构网型控制输出给定值间的关系：
34、
35、其中，各个分量表达式分别为：
36、
37、根据dq坐标系下各个变量存在如下动态关系：
38、
39、建立内电势与输出功率之间的关系：
40、
41、对上式进行线性化，得到：
42、
43、可选地，基于所述混合同步构网型变流器控制策略以及电势与输出功率之间的线性关系，确定混合同步构网型变流器小信号模型，包括：
44、基于所述混合同步构网型变流器控制策略以及电势与输出功率之间的线性关系，采用混合同步控制的构网型控制变流器小信号模型表示为
45、
46、根据式(1)-式(6)，得到电压电流双闭环控制的混合同步控制变流器线性化模型，该模型的输入信号为有功功率和无功功率的小扰动信号，输出信号为并网点电压相位小扰动信号和幅值小扰动信号。
47、可选地，基于所述混合同步构网型变流器小信号模型，构建有功功率环输出相位的小干扰信号与变流器内电势相位的小干扰信号之间的传递函数，包括：
48、构建有功功率环输出相位的小干扰信号与变流器内电势相位的小干扰信号之间的传递函数xθ(s)为：
49、
50、其中，
51、
52、描述了d轴的动态交互作用通道，ge(s)mq(s)描述了q轴的动态交互作用通道，忽略无功功率小扰动信号，将混合同步控制变流器线性化模型整理为混合同步型控制变流器基于运动方程的数学模型；
53、该混合同步型控制变流器基于运动方程的数学模型中，输入信号为有功功率参考值的小扰动信号δpref，内电势相位角小扰动信号为输出信号，其中，xp1(s)表示到δpe1的功率反馈通道，xp2(s)表示到δe，再到δpe2的耦合功率反馈通道，由于功率与转矩存在关系：p＝tω，则xp1(s)和xp2(s)与转矩分量δte1和δte2存在正比关系，进一步，xp1(s)，xp2(s)和gh本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种建立混合同步型新能源构网变流器的小信号分析模型的方法，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，根据并网点q轴电压幅值和比例控制系数、比例积分控制系数，确定混合同步构网型变流器控制策略，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，建立dq旋转坐标系下s域数学模型，当功率同步控制受到小扰动时，将有功控制环进行线性化，得到有功功率的小信号模型，根据所述s域数学模型，得到混合同步控制策略中同步环路小信号模型，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当同步环路小信号模控制系统受到小扰动时，确定各变量的小信号模型以及电压电流双闭环控制的小信号矩阵模型，建立内电势与输出功率之间的关系并进行线性化，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述混合同步构网型变流器控制策略以及电势与输出功率之间的线性关系，确定混合同步构网型变流器小信号模型，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，基于所述混合同步构网型变流器小信号模型，构建有功功率环输出相位的小干扰信号与变流器内电势相位
7.一种建立混合同步型新能源构网变流器的小信号分析模型的系统，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，确定混合同步构网型变流器控制策略模块，包括：
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，得到同步环路小信号模型模块，包括：
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，建立内电势与输出功率线性关系模块，包括：
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，确定混合同步构网型变流器小信号模型模块，包括：
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，构建小干扰信号传递函数模块，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种建立混合同步型新能源构网变流器的小信号分析模型的方法，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，根据并网点q轴电压幅值和比例控制系数、比例积分控制系数，确定混合同步构网型变流器控制策略，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，建立dq旋转坐标系下s域数学模型，当功率同步控制受到小扰动时，将有功控制环进行线性化，得到有功功率的小信号模型，根据所述s域数学模型，得到混合同步控制策略中同步环路小信号模型，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当同步环路小信号模控制系统受到小扰动时，确定各变量的小信号模型以及电压电流双闭环控制的小信号矩阵模型，建立内电势与输出功率之间的关系并进行线性化，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于所述混合同步构网型变流器控制策略以及电势与输出功率之间的线性关系，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张兴，冯雯怡，汪海蛟，何国庆，王伟胜，秦世耀，刘纯，常喜强，李庆，张锋，张明远，王衡，杨桂兴，曲平，孙艳霞，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：
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