【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力系统，特别涉及一种变流器模型的控制交互影响的分析方法。
技术介绍
1、高比例电力电子设备的渗透极大地改变了现代电力系统的稳定特性与动态特征，跟网型(grid-following,gfl)和构网型(grid-forming,gfm)控制的新能源设备同时并网正成为常态。然而这两种控制方式的动态特性具有显著不同，互联场景下系统的稳定机理尚未得到有效揭示。如何分析不同类型变流器内部控制间的交互作用是近年来学术界广泛关注的问题。
2、目前，对包含跟网型和构网型变流器的互联系统中的控制器交互分析，存在以下难题：
3、1.对互联系统的小扰动稳定问题，尚且缺乏有效的机理分析方法。针对单机并网系统的控制交互分析方法，如同步主导回路法等，无法推广至包含不同控制方式的多机互联系统中。
4、2.多机互联系统中变流器包含多时间尺度的控制回路，对互联系统振荡机理的分析需要考虑到多个控制的综合影响，这要求分析方法必须具备同时考虑多个控制的能力。
5、现有的方法虽然在一定程度上能够反映出包含跟网型和构网型变流器的互联系统的控制交互，但仍存在一定的不足；由于互联系统包含多个同步方式的变流器，系统的运行条件更加复杂多变，使用传统的阻抗分析法或特征值分析法难以准确地、全面地反映互联系统控制交互作用，限制了分析的适用场景。
技术实现思路
1、为了解决现有的包含跟网型和构网型变流器互联系统稳定性分析方法存在的上述缺点，提出了本专利技术提供一种变流器模型的控制交互
2、为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种变流器模型的控制交互影响的分析方法，包括：
3、s1、构建包括跟网型变流器的控制-导纳模型和构网型变流器的控制-阻抗模型的变流器模型；
4、s2、构建关于变流器模型的互联系统模型，求解系统的模态特征值；
5、s3、根据系统的模态特征值，定位关键主导控制回路；
6、s4、提取关键主导控制回路，分析主导控制环路与系统其余部分间的交互机理，完成交互影响分析。
7、进一步地：所述s1中，将变流器模型等效为电压电流混合控制的受控电压源，变流器模型的整体dq域导纳为：
8、
9、其中，i为2×2的单位矩阵，gi(s)和gii(s)均为受控系数，zf和ycf分别表示滤波电感lf和电容cf的dq域阻抗与导纳，其具体表达式为：
10、
11、
12、其中，s为拉普拉斯算子，ω0为系统基波角频率，rf为滤波电阻，lf为滤波电感。
13、进一步地：对于跟网型变流器的控制-导纳模型，外环采用定有功功率控制，内环采用dq解耦电流控制；
14、确定跟网型变流器的控制-导纳模型对应的序阻抗zgfl的方法包括：
15、s101、根据跟网型变流器的控制-导纳模型的特性，计算对应的受控系数，其表达式为：
16、
17、
18、其中，vcd0和icd0为变流器在稳态时的电压值和电流值，表示内环电流pi控制的传递函数；表示外环有功功率pi控制的传递函数；和分别为电流控制的比例参数和积分参数，和分别为有功功率控制的比例参数和积分参数；
19、s102、根据跟网型变流器的控制-导纳模型的受控系数，计算对应的序阻抗zgfl，其表达式为：
20、
21、其中，gp、gpll和gc分别为有功功率控制、pll控制和电流控制的闭环传递函数。
22、进一步地：对于构网型变流器的控制-阻抗模型，外环采用定dq电压解耦控制，内环采用定dq电流解耦控制，同步控制回路采用虚拟同步发电机控制；
23、确定构网型变流器的控制-阻抗模型对应的序阻抗zgfm的方法包括：
24、s111、根据构网型变流器的控制-阻抗模型的特性，计算对应的受控系数，其表达式为：
25、
26、
27、其中，外环电压pi控制的传递函数，表示虚拟同步发电机控制的传递函数；j为虚拟惯量参数，dp为虚拟阻尼参数；
28、s112、根据构网型变流器的控制-阻抗模型的受控系数，计算对应的序阻抗zgfl，其表达式为：
29、
30、
31、
32、其中，δθgfm为构网型变流器的控制-阻抗模型的本地参考坐标系和系统全局参考坐标系间的相角差，ωc为电流环带宽，ωv为电压环带宽，gv(s)＝1/(1+s/ωv)为电压环的闭环传递函数，j表示虚数，cf表示滤波电容。
33、进一步地：所述s2包括：
34、s21、构建关于变流器模型的互联系统模型，并确定互联系统模型的阻抗zσ，其表达式为：
35、
36、其中，zg表示电网的阻抗；
37、s22、根据互联系统模型的阻抗zσ，在复平面上求解系统的模态特征值，其表达式为：
38、det(zσ(λ))＝0
39、其中，λ为系统的一个模态特征值，det(.)表示求解行列式。
40、进一步地：所述s3中，定位影响系统稳定性的关键主导控制回路的方法为：将系统的模态特征值中实部最大的模态特征值作为主导系统稳定性能的模态，主导系统稳定性能的模态对应的控制回路作为关键主导控制回路。
41、进一步地：所述s4包括：
42、s41、提取关键主导控制回路，并将关键主导控制回路视为等效阻抗zc，将系统其余部分视为等效阻抗zrest；
43、s42、确定等效阻抗zc与等效阻抗zrest的关系，其表达式为：
44、
45、其中，λ1和λ2分别表示等效阻抗zc与等效阻抗zrest的回比矩阵的频域特征值，eig(.)表示求解特征值函数的操作，zv表示等效阻抗zc在不同频段处的近似对称阻抗；
46、s43、改变关键主导控制回路中的控制参数，观察zv与系统其余部分阻抗在增益穿越频率处的相位变化，完成交互影响分析。
47、本专利技术的有益效果为：
48、1.本专利技术的方法将跟网型变流器和构网型变流器的控制回路等效为并联导纳形式，从而实现从电路角度来分析机组控制回路间的交互影响，使得互联系统间的稳定性能够被更容易得分析；
49、2.本方法也适用于多机组间控制交互谐振分析，提升了普适性；
50、3.互联系统振荡机理的分析能够考虑到多个控制的综合影响，本方法具备同时考虑多个控制的能力。
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1.一种变流器模型的控制交互影响的分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的变流器模型的控制交互影响的分析方法，其特征在于，所述S1中，将变流器模型等效为电压电流混合控制的受控电压源，变流器模型的整体dq域导纳为：
3.根据权利要求2所述的变流器模型的控制交互影响的分析方法，其特征在于，对于跟网型变流器的控制-导纳模型，外环采用定有功功率控制，内环采用dq解耦电流控制；
4.根据权利要求3所述的变流器模型的控制交互影响的分析方法，其特征在于，对于构网型变流器的控制-阻抗模型，外环采用定dq电压解耦控制，内环采用定dq电流解耦控制，同步控制回路采用虚拟同步发电机控制；
5.根据权利要求4所述的变流器模型的控制交互影响的分析方法，其特征在于，所述S2包括：
6.根据权利要求1所述的变流器模型的控制交互影响的分析方法，其特征在于，所述S3中，定位影响系统稳定性的关键主导控制回路的方法为：将系统的模态特征值中实部最大的模态特征值作为主导系统稳定性能的模态，主导系统稳定性能的模态对应的控制回路作为关键主导控制回路。p>
7.根据权利要求1所述的变流器模型的控制交互影响的分析方法，其特征在于，所述S4包括：
...【技术特征摘要】
1.一种变流器模型的控制交互影响的分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的变流器模型的控制交互影响的分析方法，其特征在于，所述s1中，将变流器模型等效为电压电流混合控制的受控电压源，变流器模型的整体dq域导纳为：
3.根据权利要求2所述的变流器模型的控制交互影响的分析方法，其特征在于，对于跟网型变流器的控制-导纳模型，外环采用定有功功率控制，内环采用dq解耦电流控制；
4.根据权利要求3所述的变流器模型的控制交互影响的分析方法，其特征在于，对于构网型变流器的控制-阻抗模型，外环采用定dq电压...
【专利技术属性】
技术研发人员：梅燕，许江波，孔维康，彭琛，李俊，巴贵，吴杰，王新维，彭刚，李儒，周瑶，秦嘉笠，梁海东，夏静，雷蔺鹏，王升龙，闻乐乐，
申请(专利权)人：国网西藏电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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