CN114362207A - 针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法及装置，方法包括：构建交流励磁系统转子侧变流器定功率的外环控制方程。根据外环控制方程建立导纳模型并通过导纳模型获得等效闭环系统方程。根据等效闭环系统方程获得闭环系统稳定判据表达式并根据稳定判据表达式判断是否存在次同步谐振风险。本申请针对变速抽蓄机组经串联补偿装置远距离输电系统可能存在的次同步谐振问题，提出了一种考虑定功率外环对变速抽蓄并网系统次同步谐振影响的分析方法，以准确分析所选取的定功率外环控制参数是否会引起系统次同步谐振的风险，避免因为定功率外环控制参数选取不当而引发的失稳问题。
Description
技术领域
本发明属于电气工程技术领域，具体地讲，涉及一种针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法，尤其涉及了一种考虑定功率外环对变速抽蓄并网系统次同步谐振影响的分析方法及装置。
背景技术
抽蓄电站可以很好地适应电力系统负荷曲线的变化，承担负荷尖峰和填平负荷低谷的重要作用，已逐渐发展成为电力系统不可或缺的调节工具。相比于常规抽蓄机组，采用交流励磁系统实现抽蓄机组连续变速驱动成为理想的变速调节方式，交流励磁系统调节机组输出的有功和无功功率，调速系统调节机组转速，可以始终运行在最优转速，提高机组运行效率，在国外应用已经较为广泛，在国内目前仍处于起步阶段，具有较大的发展前景。
变速抽蓄机组一般远离负荷中心，经由串联补偿装置远距离输电过程中可能存在次同步谐振问题。现有研究表明，交流励磁系统中的转子侧变流器是引发变速抽蓄经串联补偿输电系统次同步谐振的关键环节。转子侧变流器定功率外环控制对变速抽蓄并网系统次同步谐振特性影响尚需评估。
发明内容
为了解决评估交流励磁系统采用的定功率外环控制对变速抽蓄并网系统次同步谐振影响的问题，本发明提出了一种考虑定功率外环对变速抽蓄并网系统次同步谐振影响的分析方法，以准确分析所选取的定功率外环控制参数是否会引起系统次同步谐振的风险。
本发明采用的技术方案采用如下步骤：
1)通过阻抗法分析理论，分别在全局同步dq坐标系下建立考虑转子侧变流器定功率外环的变速抽蓄导纳模型与含串联补偿装置的电网导纳模型；
2)综合两个导纳模型，进一步得到等效闭环系统特征方程；
3)对等效闭环系统特征方程进行做坐标变换，进一步简化闭环特征方程。
4)对于简化后的闭环系统特征方程，根据经典控制理论给出闭环系统稳定判据表达式；
5)将定功率外环控制参数带入特征方程与稳定判据表达式，判别当前参数下系统是否存在次同步谐振风险。
所述步骤1)中的交流励磁系统转子侧变流器定功率外环控制方程为：
其中：Irdref和Irqref为转子电流内环dq轴参考值，是定功率外环控制的输出；Pref和Ps分别是变速抽蓄发电机定子侧有功功率的控制给定及其测量值；Qref和Qs分别是变速抽蓄发电机定子侧无功功率的控制给定及其测量值；GP(s)是定功率外环控制PI环节传递函数GP(s)＝Kp+Ki/s。式中，Kp为PI控制比例参数，Ki为PI环节积分参数，共同构成定功率外环控制参数。
所述步骤1)的变速抽蓄阻抗模型表示为：
其中：[ΔUd ΔUq]T是全局同步dq坐标系下的并网点电压小信号量，[ΔIsd ΔIsq]T全局同步dq坐标系下的变速抽蓄机组发电机电流小信号量，选取流入发电机为机组侧电流正方向。
是全局同步dq坐标系下变速抽蓄机组侧导纳矩阵。
所述步骤1)的含串联补偿装置的电网导纳模型表示为：
其中：[ΔIgd ΔIgq]T全局同步dq坐标系下的电网侧电流小信号量，选取流入无穷大电网侧为电网侧电流正方向。这样根据基尔霍夫定律，变速抽蓄机组并网时发电机电流与电网侧电流近似满足，ΔIg+ΔIs＝0的关系。电网侧YGRID是全局同步dq坐标系下电网侧导纳矩阵。具体表达式为：
式中：R表示线路电阻，Lline表示线路电感，Cf表示串联补偿电容。
所述步骤2)中，等效闭环系统特征方程表达式为：
其中，det(.)表示求矩阵行列式。
所述步骤3)中，对等效闭环特征方程所进行的坐标变换是指如下过程：
式中，T和T-1表示坐标变换矩阵及其逆矩阵，表达式为：
其中，
表示虚数单位。
所述步骤3)中，进行坐标变换后的变速抽蓄机组侧导纳矩阵表示为：
其中，YPP，YPD，YDP，YDD表达式为：
式中，Gi是交流励磁系统中转子侧变流器电流内环控制PI环节传递函数Gi(s)＝KpI+KiI/s。式中，KpI为PI控制比例参数，KiI为PI环节积分参数。
所述步骤3)中，进行坐标变换后的电网侧导纳矩阵表示为：
式中，YgridP，YgridD表达式为：
所述步骤3)中，简化后的闭环特征方程表示为：
(YgridP(s)+YPP(s))(YgridD(s)+YDD(s))＝0
所述步骤3)中，闭环特征方程简化的依据是：经过坐标变换后的变速抽蓄机组侧导纳矩阵在次同步谐振发生的频段内是严格对角占优矩阵，即导纳元素的幅值满足|YPP|，|YDD|＞＞|YPD|＝|YDP|的关系，因此可忽略导纳矩阵的非对角元素。根据对角矩阵求行列式法即可得简化后的闭环特征方程。
所述步骤4)中，闭环系统稳定判据表达式是指：如果
与
均满足奈奎斯特稳定判据，那么并网系统稳定。
本发明的有益效果是：
本发明针对变速抽蓄机组经串联补偿装置远距离输电系统可能存在的次同步谐振问题，提出了一种考虑定功率外环对变速抽蓄并网系统次同步谐振影响的分析方法，以准确分析所选取的定功率外环控制参数是否会引起系统次同步谐振的风险，避免因为定功率外环控制参数选取不当而引发的失稳问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法流程图。
图2为变速抽蓄机组并网系统示意图。
图3为本发明实施例中变速抽蓄机组交流励磁系统转子侧变流器所采用的定功率外环-电流内环控制框图。
图4为经过坐标变换后的变速抽蓄机组侧导纳矩阵各元素幅频-相频曲线。
图5为本发明实施例中不同定功率外环参数下闭环系统奈奎斯特曲线图。
图6为本发明实施例中并网系统因定功率外环参数不合适而发生次同步谐振的仿真图，图6中(a)为时域仿真波形，图6中(b)为频谱分析结果。
图7为本申请实施例中一种电子设备的具体实施方式。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请提供了一种针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法，如图1所示，包括：
S101：构建交流励磁系统转子侧变流器定功率的外环控制方程。
S102：根据外环控制方程建立导纳模型并通过导纳模型获得等效闭环系统方程。
S103：根据等效闭环系统方程获得闭环系统稳定判据表达式并根据稳定判据表达式判断是否存在次同步谐振风险。
在一实施例中，根据外环控制方程建立导纳模型并通过导纳模型获得等效闭环系统方程，包括：
根据外环控制方程在全局同步坐标系下建立变速抽搐导纳模型和电网导纳模型；
根据变速抽搐导纳模型和电网导纳模型获得等效闭环系统特征方程。
在一实施例中，根据外环控制方程在全局同步坐标系下建立变速抽搐导纳模型和电网导纳模型，包括：
根据外环控制方程，在全局同步坐标系下建立考虑转子侧变流器定功率外环的变速抽搐导纳模型；
在全局同步坐标系下建立含串联补偿装置的电网导纳模型。
在一实施例中，根据等效闭环系统方程获得闭环系统稳定判据表达式，包括：
通过坐标变换对等效闭环系统方程进行简化，获得简化后的闭环系统特征方程；
根据简化后的闭环系统特征方程及经典控制原理获得闭环系统稳定判据表达式。
在一实施例中，根据稳定判据表达式判断是否存在次同步谐振风险，包括：
将获取的定功率外环控制参数加入稳定判据表达式与等效闭环系统特征方程获得结果；
判断结果是否满足奈奎斯特稳定判据，如果是，则并网系统稳定。
在一具体实施例中，本发明采用的技术方案采用如下步骤：
1)通过阻抗法分析理论，分别在全局同步dq坐标系下建立考虑转子侧变流器定功率外环的变速抽蓄导纳模型与含串联补偿装置的电网导纳模型；
2)综合两个导纳模型，进一步得到等效闭环系统特征方程；
3)对等效闭环系统特征方程进行做坐标变换，进一步简化闭环特征方程。
4)对于简化后的闭环系统特征方程，根据经典控制理论给出闭环系统稳定判据表达式；
5)将定功率外环控制参数带入特征方程与稳定判据表达式，判别当前参数下系统是否存在次同步谐振风险。
所述步骤1)中的交流励磁系统转子侧变流器定功率外环控制方程为：
其中：Irdref和Iγqref为转子电流内环dq轴参考值，是定功率外环控制的输出；Pref和Ps分别是变速抽蓄发电机定子侧有功功率的控制给定及其测量值；Qref和Qs分别是变速抽蓄发电机定子侧无功功率的控制给定及其测量值；GP(s)是定功率外环控制PI环节传递函数GP(s)＝Kp+Ki/s。式中，Kp为PI控制比例参数，Ki为PI环节积分参数，共同构成定功率外环控制参数。
所述步骤1)的变速抽蓄阻抗模型表示为：
其中：[ΔUd ΔUq]T是全局同步dq坐标系下的并网点电压小信号量，[ΔIsd ΔIsq]T全局同步dq坐标系下的变速抽蓄机组发电机电流小信号量，选取流入发电机为机组侧电流正方向。
是全局同步dq坐标系下变速抽蓄机组侧导纳矩阵。
所述步骤1)的含串联补偿装置的电网导纳模型表示为：
其中：[ΔIgd ΔIgq]T全局同步dq坐标系下的电网侧电流小信号量，选取流入无穷大电网侧为电网侧电流正方向。这样根据基尔霍夫定律，变速抽蓄机组并网时发电机电流与电网侧电流近似满足，ΔIg+ΔIs＝0的关系。电网侧YGRID是全局同步dq坐标系下电网侧导纳矩阵。具体表达式为：
式中：R表示线路电阻，Lline表示线路电感，Cf表示串联补偿电容。
所述步骤2)中，等效闭环系统特征方程表达式为：
其中，det(.)表示求矩阵行列式。
所述步骤3)中，对等效闭环特征方程所进行的坐标变换是指如下过程：
式中，T和T-1表示坐标变换矩阵及其逆矩阵，表达式为：
其中，
表示虚数单位。
所述步骤3)中，进行坐标变换后的变速抽蓄机组侧导纳矩阵表示为：
其中，YPP，YPD，YDP，YDD表达式为：
式中，Gi是交流励磁系统中转子侧变流器电流内环控制PI环节传递函数Gi(s)＝KpI+KiI/s。式中，KpI为PI控制比例参数，KiI为PI环节积分参数。
所述步骤3)中，进行坐标变换后的电网侧导纳矩阵表示为：
式中，YgridP，YgridD表达式为：
所述步骤3)中，简化后的闭环特征方程表示为：
(YgridP(s)+YPP(s))(YgridD(s)+YDD(s))＝0
所述步骤3)中，闭环特征方程简化的依据是：经过坐标变换后的变速抽蓄机组侧导纳矩阵在次同步谐振发生的频段内是严格对角占优矩阵，即导纳元素的幅值满足|YPP|，|YDD|＞＞|YPD|＝|YDP|的关系，因此可忽略导纳矩阵的非对角元素。根据对角矩阵求行列式法即可得简化后的闭环特征方程。
所述步骤4)中，闭环系统稳定判据表达式是指：如果
与
均满足奈奎斯特稳定判据，那么并网系统稳定。
本发明具体实施的变速抽蓄经串联补偿输电系统如图2所示，交流励磁系统转子侧变流器采用双环矢量控制，外环为定功率控制，内环为定电流控制。在MATLAB/Simulink中建立如图2所示的仿真模型。仿真参数如表1所示。
表1实施例仿真验证参数
图2所示的变速抽蓄机组并网系统分为变速抽蓄机组侧与含串联补偿装置的电网侧，分别建立它们的导纳模型。变速抽蓄机组侧建模时交流励磁系统转子侧变流器考虑定功率外环-电流内环控制动态，控制框图如图3所示。
图4为本发明实施例中经过坐标变换后的变速抽蓄机组侧导纳矩阵各元素幅频-相频曲线。图4中的幅频曲线说明了导纳元素的幅值满足|YPP|，|YDD|＞＞|YPD|＝|YDP|的关系，因此可忽略导纳矩阵的非对角元素。进一步简化闭环特征方程。
图5为本发明实施例中不同定功率外环参数下闭环系统奈奎斯特曲线图。图5中(a)为表达式
的奈奎斯特曲线，图5中(b)为表达式
的奈奎斯特曲线。奈奎斯特曲线分析结果表明，表达式
总是不包围(-1，0)，但是，随着定功率外环控制参数Kp的增大，
的奈奎斯特曲线向(-1，0)点靠近。特别地，当Kp＝0.30时，
奈奎斯特曲线包围(-1，0)点，表示此时系统失稳，发生了次同步谐振。
图6为本发明实施例中并网系统因定功率外环参数不合适而发生次同步谐振的仿真图(Kp＝0.30)，图6中(a)为时域仿真波形，图6中(b)为频谱分析结果。实际仿真波形与理论稳定分析结果相吻合。
由以上应用可见，本发明能够准确地针对变速抽蓄机组经串联补偿装置远距离输电系统可能存在的次同步谐振问题，分析所选取的定功率外环控制参数是否会引起系统次同步谐振的风险，进而避免因为定功率外环控制参数选取不当而引发的失稳问题。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析装置，可以用于实现上述实施例中所描述的方法，如下面实施例所述。由于该针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析装置解决问题的原理与针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法相似，因此针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析装置的实施可以参见针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
根据另一方面，本申请还提供了一种针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析装置，包括：
外环控制方程构建单元，用于构建交流励磁系统转子侧变流器定功率的外环控制方程；
等效闭环方程获取单元，用于根据外环控制方程建立导纳模型并通过导纳模型获得等效闭环系统方程；
次同步谐振风险判断单元，用于根据等效闭环系统方程获得闭环系统稳定判据表达式并根据稳定判据表达式判断是否存在次同步谐振风险。
在一实施例中，等效闭环方程获取单元包括：
导纳模型建立模块，用于根据外环控制方程在全局同步坐标系下建立变速抽搐导纳模型和电网导纳模型；
特征方程建立模块，用于根据变速抽搐导纳模型和电网导纳模型获得等效闭环系统特征方程。
在一实施例中，导纳模型建立模块包括：
变速抽搐导纳模型建立模块，用于根据外环控制方程，在全局同步坐标系下建立考虑转子侧变流器定功率外环的变速抽搐导纳模型；
电网导纳模型建立模块，用于在全局同步坐标系下建立含串联补偿装置的电网导纳模型。
在一实施例中，次同步谐振风险判断单元包括：
闭环系统特征方程简化模块，用于通过坐标变换对等效闭环系统方程进行简化，获得简化后的闭环系统特征方程；
稳定判据表达式获取模块，用于根据简化后的闭环系统特征方程及经典控制原理获得闭环系统稳定判据表达式。
在一实施例中，次同步谐振风险判断单元包括：
结果获取模块，用于将获取的定功率外环控制参数加入稳定判据表达式与等效闭环系统特征方程获得结果；
判断模块，用于判断结果是否满足奈奎斯特稳定判据，如果是，则并网系统稳定。
本申请针对变速抽蓄机组经串联补偿装置远距离输电系统可能存在的次同步谐振问题，提出了一种考虑定功率外环对变速抽蓄并网系统次同步谐振影响的分析方法，以准确分析所选取的定功率外环控制参数是否会引起系统次同步谐振的风险，避免因为定功率外环控制参数选取不当而引发的失稳问题。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，参见图7，所述电子设备具体包括如下内容：
处理器(processor)1301、内存1302、通信接口(Communications Interface)1303、总线1304和非易失性存储器1305；
其中，所述处理器1301、内存1302、通信接口1303通过所述总线1304完成相互间的通信；
所述处理器1301用于调用所述内存1302和非易失性存储器1305中的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述实施例中的方法中的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现S101-S103。
本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现S101-S103。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。虽然本说明书实施例提供了如实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或终端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境)。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本说明书实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。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说明书实施例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。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。以上所述仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法，其特征在于，包括：
构建交流励磁系统转子侧变流器定功率的外环控制方程；
根据所述外环控制方程建立导纳模型并通过所述导纳模型获得等效闭环系统方程；
根据所述等效闭环系统方程获得闭环系统稳定判据表达式并根据所述稳定判据表达式判断是否存在次同步谐振风险。
2.根据权利要求1所述的针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法，其特征在于，所述根据所述外环控制方程建立导纳模型并通过所述导纳模型获得等效闭环系统方程，包括：
根据所述外环控制方程在全局同步坐标系下建立变速抽搐导纳模型和电网导纳模型；
根据所述变速抽搐导纳模型和所述电网导纳模型获得等效闭环系统特征方程。
3.根据权利要求2所述的针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法，其特征在于，所述根据所述外环控制方程在全局同步坐标系下建立变速抽搐导纳模型和电网导纳模型，包括：
根据所述外环控制方程，在全局同步坐标系下建立考虑转子侧变流器定功率外环的变速抽搐导纳模型；
在全局同步坐标系下建立含串联补偿装置的电网导纳模型。
4.根据权利要求3所述的针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法，其特征在于，所述根据所述等效闭环系统方程获得闭环系统稳定判据表达式，包括：
通过坐标变换对所述等效闭环系统方程进行简化，获得简化后的闭环系统特征方程；
根据所述简化后的闭环系统特征方程及经典控制原理获得所述闭环系统稳定判据表达式。
5.根据权利要求4所述的针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法，其特征在于，所述根据所述稳定判据表达式判断是否存在次同步谐振风险，包括：
将获取的定功率外环控制参数加入所述稳定判据表达式与所述等效闭环系统特征方程获得结果；
判断所述结果是否满足奈奎斯特稳定判据，如果是，则并网系统稳定。
6.一种针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析装置，其特征在于，包括：
外环控制方程构建单元，用于构建交流励磁系统转子侧变流器定功率的外环控制方程；
等效闭环方程获取单元，用于根据所述外环控制方程建立导纳模型并通过所述导纳模型获得等效闭环系统方程；
次同步谐振风险判断单元，用于根据所述等效闭环系统方程获得闭环系统稳定判据表达式并根据所述稳定判据表达式判断是否存在次同步谐振风险。
7.根据权利要求6所述的针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析装置，其特征在于，所述等效闭环方程获取单元包括：
导纳模型建立模块，用于根据所述外环控制方程在全局同步坐标系下建立变速抽搐导纳模型和电网导纳模型；
特征方程建立模块，用于根据所述变速抽搐导纳模型和所述电网导纳模型获得等效闭环系统特征方程。
8.根据权利要求7所述的针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析装置，其特征在于，所述导纳模型建立模块包括：
变速抽搐导纳模型建立模块，用于根据所述外环控制方程，在全局同步坐标系下建立考虑转子侧变流器定功率外环的变速抽搐导纳模型；
电网导纳模型建立模块，用于在全局同步坐标系下建立含串联补偿装置的电网导纳模型。
9.根据权利要求8所述的针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析装置，其特征在于，所述次同步谐振风险判断单元包括：
闭环系统特征方程简化模块，用于通过坐标变换对所述等效闭环系统方程进行简化，获得简化后的闭环系统特征方程；
稳定判据表达式获取模块，用于根据所述简化后的闭环系统特征方程及经典控制原理获得所述闭环系统稳定判据表达式。
10.根据权利要求9所述的针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析装置，其特征在于，所述次同步谐振风险判断单元包括：
结果获取模块，用于将获取的定功率外环控制参数加入所述稳定判据表达式与所述等效闭环系统特征方程获得结果；
判断模块，用于判断所述结果是否满足奈奎斯特稳定判据，如果是，则并网系统稳定。
11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至5任一项所述的针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的针对变速抽蓄并网系统的次同步谐振分析方法的步骤。
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| CN114362207B (zh) | 2023-12-12 |
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