CN107688722B - 电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法及装置 - Google Patents
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Abstract
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fs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。
Description
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fs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。
进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，如果同时考虑交流电压外环控制和直流电压外环控制，则所述频率耦合导纳模型为第一导纳模型；如果不计所述交流电压外环控制，则所述频率耦合导纳模型为第二导纳模型；如果不计所述直流电压外环控制，则所述频率耦合导纳模型为第三导纳模型；如果不计所述交流电压外环控制和所述直流电压外环控制，则所述频率耦合导纳模型为第四导纳模型。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在得到所述导纳模型传递函数后，代入频率s1＝2πf1、ss＝2πfs和sc＝2πfc以得到所述频率耦合导纳模型，其中，f1为工频，fs和fc均为扰动信号频率，且所述fs和fc互补，fs+fc＝2f1。
进一步地，在本发明的一个实施例中，对所述频率耦合导纳模型求逆，得到所述阻抗模型。
为达到上述目的，本发明另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装置，包括：第一获取模块，用于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；第二获取模块，用于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；采集模块，用于运行并网系统，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；计算模块，用于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fs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装置，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，并通过导纳模型传递函数得到一定扰动频率下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装置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，所述计算模块包括：判断单元，用于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；计算单元，用于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。
进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，在同时考虑交流电压外环控制和直流电压外环控制时，所述频率耦合导纳模型为第一导纳模型；在不计所述交流电压外环控制时，所述频率耦合导纳模型为第二导纳模型；在不计所述直流电压外环控制时，所述频率耦合导纳模型为第三导纳模型；在不计所述交流电压外环控制和所述直流电压外环控制时，所述频率耦合导纳模型为第四导纳模型。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在得到所述导纳模型传递函数后，所述计算单元还用于代入频率s1＝2πf1、ss＝2πfs和sc＝2πfc以得到所述频率耦合导纳模型，其中，f1为工频，fs和fc均为扰动信号频率，且所述fs和fc互补，fs+fc＝2f1。
进一步地，在本发明的一个实施例中，所述计算模块还用于对所述频率耦合导纳模型求逆，得到所述阻抗模型。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明一个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的流程图；
图2为根据本发明一个实施例的电压源型变流器并网示意图；
图3为根据本发明一个实施例的锁相环的结构示意图；
图4为根据本发明一个实施例的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取装置的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在描述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及装置之前，先简单描述一下已有阻抗(导纳)模型对电力系统次同步谐振/振荡(SSR/SSO)的稳定性分析存在的缺陷。
当前已有研究阻抗(导纳)模型没有考虑次、超同步频率之间的耦合性，也没有考虑外环控制的影响。在较低频率段，互补频率之间有着较强的耦合关系，即系统若受到次同步电压的扰动，除了会产生相应频率的次同步电流，同时还会产生频率与其互补的超同步电流；忽略交直流电压外环控制，对于系统高频特性影响不是很大，但是对于较低频率，外环控制对系统动态特性的影响比较明显，若忽略会产生较大误差。
为了更准确地研究电力系统次同步稳定性，则需要考虑次、超同步分量之间的耦合关系以及外环控制，本发明实施例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及装置。
下面参照附图描述根据本发明实施例提出的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法及装置，首先将参照附图描述根据本发明实施例提出的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法。
图1是本发明一个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的流程图。
如图1所示，该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：
在步骤S101中，获得多个变流器参数，其中，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。
可以理解的是，本发明实施例的方法可以通过测量或查阅手册等方式，获得多个变流器主电路参数，如变流器电阻R、变流器电感L，直流环节电容值C0等。
在步骤S102中，获得多个变流器控制参数，其中，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。
进一步地，本发明实施例的方法可以通过测量或查阅手册等方式，获得多个控制器参数，如直流电压参考值Vdcref，交流电压参考值VRMSref，PI环节传递函数Gd(s)，Gq(s)，电流控制传递函数Hi(s)，电压反馈传递函数Kf(s)，及其调制比Km等。
在步骤S103中，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，其中，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。
也就是说，并网系统运行，从而测量其多个稳态值时相关电气值，如并网变流器端口的工频电压V1，电流I1，其中，电压V1、电流I1为相量形式；控制器电流控制中，d、q轴电流参考值Idr和Iqr，得到Idqr。
在步骤S104中，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fs时变流器的频率耦合导纳模型和阻抗模型。
其中，在本发明的一个实施例中，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，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；根据考虑结果将多个变流器参数、多个变流器控制参数和多个稳态值代入相应的导纳模型。
可以理解的是，首先，确定是否需要考虑直流电压外环控制、交流电压外环控制，其次，再根据得到的多个变流器及其多个控制器参数、系统稳定运行时变流器输出工频电压电流相量以及多个控制器电流控制参考值等代入相应的导纳模型计算表达式，即可求得导纳模型关于频率的传递函数。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在得到导纳模型传递函数后，代入频率s1＝2πf1、ss＝2πfs和sc＝2πfc以得到频率耦合导纳模型，其中，f1为工频，fs和fc为扰动信号频率，且fs和fc互补，fs+fc＝2f1。
可以理解的是，代入频率f1，fs和fc，即可求解扰动小信号频率为fs时的次/超同步频率耦合导纳模型，其中，次/超同步频率耦合导纳模型即为频率耦合导纳模型。
例如，电压源型变流器的频率耦合导纳模型，即第一导纳模型，如公式1所示，
在公式1中，其中，
对于公式1即电压源型变流器的频率导纳模型的公式的推导将在下面进行详细阐述。
进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，如果同时考虑交流电压外环控制和直流电压外环控制，则频率耦合导纳模型为第一导纳模型；如果不计交流电压外环控制，则频率耦合导纳模型为第二导纳模型；如果不计直流电压外环控制，则频率耦合导纳模型为第三导纳模型；如果不计交流电压外环控制和直流电压外环控制，则频率耦合导纳模型为第四导纳模型。
具体地，若不考虑交流电压外环控制，只需令公式2中的G2(s)＝0，本发明实施例的方法可以得到不计及交流电压外环控制的频率耦合导纳模型，即第二导纳模型，如公式3所示，
在公式3中，其中，
若不考虑直流电压外环控制，只需令公式2中的G3k,k＝1,2,3,4(s)＝0，则不计及直流电压外环控制的频率耦合导纳模型，即第三导纳模型，如式5所示，
若既不考虑直流电压外环控制，也不考虑交流电压外环控制，只需令公式2中的G2(s)＝0，G3k,k＝1,2,3,4(s)＝0，化简后可以得到此时的频率耦合导纳模型，即第四导纳模型，如公式6所示，
另外，在本发明的一个实施例中，对频率耦合导纳模型求逆，得到阻抗模型。
可以理解的是，导纳模型矩阵与阻抗模型矩阵互为逆矩阵，即只需对频率耦合导纳模型求逆即可得到阻抗模型。
需要说明的是，本发明实施例的目的是为电力系统的稳定性，特别是次/超同步振荡的分析与控制，本发明实施例的方法给出了典型的电压源型变流器的频率耦合导纳和阻抗表达式。下面将对将对电压源型变流器的导纳和阻抗模型的表达式的推导过程进行详细阐述。
在本发明的一个具体实施例中，本发明实施例的方法针对典型的电压源型变流器，给出其小偏差信号流图，并给出其频率耦合导纳(阻抗)模型。图2为电压源型变流器并网的示意图，主要包含直流环节、变流器及其控制策略、连接电阻和电感以及电网，其中，关于变流器的控制策略，内环采用的是相电流控制，外环采用了直流电压控制和交流电流控制。其中，图2中电路及变流器控制器参数的符号及其含义如表1所示。其中，表1为电路、变流器控制器参数符号及其含义表。
表1
| 符号 | 含义 |
| v<sub>dc</sub> | 直流电压 |
| P<sub>in</sub> | 直流环节输入功率 |
| P<sub>out</sub> | 直流环节输出功率 |
| C<sub>0</sub> | 直流环节电容器 |
| v<sub>a</sub>',v<sub>b</sub>',v<sub>c</sub>' | 逆变桥输出电压 |
| L,R | 变流器电感、电阻 |
| i<sub>a</sub>,i<sub>b</sub>,i<sub>c</sub> | 变流器输出电流 |
| v<sub>a</sub>,v<sub>b</sub>,v<sub>c</sub> | 变流器输出电压 |
| L<sub>g</sub>,R<sub>g</sub> | 电网电感、电阻 |
| v<sub>RMS</sub> | 变流器输出线电压有效值 |
| V<sub>dcref</sub> | 直流电压参考值 |
| V<sub>RMSref</sub> | 交流线电压有效值参考值 |
| I<sub>dr</sub> | 电流控制d轴电流参考值 |
| I<sub>qr</sub> | 电流控制q轴电流参考值 |
| θ<sub>PLL</sub> | 锁相环输出角度 |
| i<sub>ar</sub>,i<sub>br</sub>,i<sub>cr</sub> | 电流控制三相电流参考值 |
| H<sub>i</sub>(s) | 电流控制传递函数 |
| K<sub>f</sub>(s) | 电压反馈传递函数 |
| c<sub>a</sub>,c<sub>b</sub>,c<sub>c</sub> | 电流控制环节输出 |
| m<sub>a</sub>,m<sub>b</sub>,m<sub>c</sub> | 三相调制信号 |
如图2所示，虚线方框①表示的是锁相环，其中，锁相环的结构图3所示，其传递函数为HPLL(s)；虚线方框②表示的是线电压有效值测量装置，其应用的算法如式7，
其中，T1表示工频电压周期，vab，vbc，vca为变流器端口线电压瞬时值。
此外，图2中的直流电压控制、交流电压控制两个PI环节的传递函数如表2所示。需要说明的是，直流电压控制、交流电压控制不限于PI控制，其他控制可得到相同结果，例如，本发明实施例的方法可以直接使用Gd(s)和Gq(s)表示直流电压控制和交流电压控制，控制的方法还有很多种，为避免冗余，在此不做赘述。其中，表2为直流电压控制、交流电压控制两个PI环节的传递函数表。
表2
另外，频率耦合导纳(阻抗)模型表达式中涉及到的符号及其含义如表3所示。其中，表3为表达式符号及其含义表。
表3
| 符号 | 含义 |
| V<sub>1</sub> | 工频相电压 |
| I<sub>1</sub> | 工频相电流 |
| T<sub>1</sub> | 工频电压周期 |
| f<sub>1</sub>(s<sub>1</sub>) | 工频(s<sub>1</sub>＝2πf<sub>1</sub>) |
| f<sub>s</sub>(s<sub>s</sub>) | 扰动信号频率(s<sub>s</sub>＝2πf<sub>s</sub>) |
| f<sub>c</sub>(＝2f<sub>1</sub>-f<sub>s</sub>)(s<sub>c</sub>) | 耦合信号频率(sc＝2πf<sub>c</sub>) |
| I<sub>dqr</sub> | 电流控制电流参考值，I<sub>dqr</sub>＝I<sub>dr</sub>+jI<sub>qr</sub> |
| K<sub>m</sub> | 调制比 |
需要说明的是，本发明实施例中电压源型变流器的频率耦合导纳(阻抗)模型指的是次/超同步频率耦合导纳(阻抗)模型。其满足关系如公式8所示，
其中，ΔUs和
为电压扰动信号相量、与扰动信号频率耦合的电压信号相量的共轭相量，ΔIs和
为电流扰动信号相量、与扰动信号频率耦合的电流信号相量的共轭相量，Y(Z)即为变流器频率耦合导纳(阻抗)模型，形式如公式9所示，
其中，Z＝Y-1，即导纳模型矩阵与阻抗模型矩阵互为逆矩阵，只需对导纳模型求逆即可得到阻抗模型。
根据上述的推导公式，得到电压源型变流器的频率耦合导纳模型(阻抗模型为导纳模型的逆矩阵)为：
其中，
在公式2中，
在公式12中，
需要说明的是，若变流器外环采用功率控制，即d轴采用有功功率控制，q采用无功功率控制，则频率耦合导纳模型的形式与采用电压外环控制类似，即本发明实施例的频率耦合导纳(阻抗)模型同样适用于外环采用功率控制的情况。
为了解决现有阻抗模型在分析系统次同步振荡稳定性的不足，本发明实施例针对一种典型电压源型变流器，给出了其小偏差信号流图，以及相应的频率耦合导纳(阻抗)模型。本发明实施例方法给出的频率耦合导纳(阻抗)模型考虑了次、超同步之间的耦合关系，并且考虑了外环控制的影响，对于系统在较低频率段振荡问题的稳定性分析有重要意义。
根据本发明实施例提出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。
其次参照附图描述根据本发明实施例提出的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取装置。
图4是本发明一个实施例的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取装置的结构示意图。
如图4所示，该电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取装置10包括：第一获取模块100、第二获取模块200、采集模块300和计算模块400。
其中，第一获取模块100用于获得多个变流器参数，其中，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。第二获取模块200用于获得多个变流器控制参数，其中，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。采集模块300用于运行并网系统，并在并网系统处于稳态时，采集并网系统的多个稳态值，其中，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。计算模块400用于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fs时变流器的频率耦合导纳模型和阻抗模型。本发明实施例的装置10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。
进一步地，在本发明的一个实施例中，计算模块400包括：判断单元和计算单元。
其中，判断单元用于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。计算单元用于根据考虑结果将多个变流器参数、多个变流器控制参数和多个稳态值代入相应的导纳模型。
进一步地，在本发明的一个实施例中，其中，在同时考虑交流电压外环控制和直流电压外环控制时，频率耦合导纳模型为第一导纳模型；在不计交流电压外环控制时，频率耦合导纳模型为第二导纳模型；在不计直流电压外环控制时，频率耦合导纳模型为第三导纳模型；在不计交流电压外环控制和直流电压外环控制时，频率耦合导纳模型为第四导纳模型。
进一步地，在本发明的一个实施例中，在得到导纳模型传递函数后，计算单元还用于代入频率s1＝2πf1、ss＝2πfs和sc＝2πfc以得到频率耦合导纳模型，其中，f1为工频，fs和fc为扰动信号频率，且fs和fc互补，fs+fc＝2f1。
另外，在本发明的一个实施例中，计算模块400还用于对频率耦合导纳模型求逆，得到阻抗模型。
需要说明的是，前述对电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取装置，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取装置，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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (6)
1.一种电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法，其特征在于，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；以及
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fs时变流器的频率耦合导纳模型和阻抗模型，其中，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；其中，如果同时考虑交流电压外环控制和直流电压外环控制，则所述频率耦合导纳模型为第一导纳模型；如果不计所述交流电压外环控制，则所述频率耦合导纳模型为第二导纳模型；如果不计所述直流电压外环控制，则所述频率耦合导纳模型为第三导纳模型；如果不计所述交流电压外环控制和所述直流电压外环控制，则所述频率耦合导纳模型为第四导纳模型。
2.根据权利要求1所述的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法，其特征在于，在得到所述导纳模型传递函数后，代入频率s1＝2πf1、ss＝2πfs和sc＝2πfc以得到所述频率耦合导纳模型，其中，f1为工频，fs和fc均为扰动信号频率，且所述fs和fc互补，fs+fc＝2f1。
3.根据权利要求1-2任一项所述的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取方法，其特征在于，对所述频率耦合导纳模型求逆，得到所述阻抗模型。
4.一种电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于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；
第二获取模块，用于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；
采集模块，用于运行并网系统，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；以及
计算模块，用于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fs时变流器的频率耦合导纳模型和阻抗模型，其中，所述计算模块包括：判断单元，用于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；计算单元，用于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，其中，在同时考虑交流电压外环控制和直流电压外环控制时，所述频率耦合导纳模型为第一导纳模型；在不计所述交流电压外环控制时，所述频率耦合导纳模型为第二导纳模型；在不计所述直流电压外环控制时，所述频率耦合导纳模型为第三导纳模型；在不计所述交流电压外环控制和所述直流电压外环控制时，所述频率耦合导纳模型为第四导纳模型。
5.根据权利要求4所述的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取装置，其特征在于，在得到所述导纳模型传递函数后，所述计算单元还用于代入频率s1＝2πf1、ss＝2πfs和sc＝2πfc以得到所述频率耦合导纳模型，其中，f1为工频，fs和fc为扰动信号频率，且所述fs和fc互补，fs+fc＝2f1。
6.根据权利要求4-5任一项所述的电压源型变流器的导纳模型和阻抗模型获取装置，其特征在于，所述计算模块还用于对所述频率耦合导纳模型求逆，得到所述阻抗模型。
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