CN117233503B - 一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法及相关装置 - Google Patents
一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法及相关装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117233503B CN117233503B CN202311195499.1A CN202311195499A CN117233503B CN 117233503 B CN117233503 B CN 117233503B CN 202311195499 A CN202311195499 A CN 202311195499A CN 117233503 B CN117233503 B CN 117233503B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- active power
- angular frequency
- change
- rated
- grid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000013016 damping Methods 0.000 title claims abstract description 62
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 142
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 30
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 23
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 17
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 14
- 238000012886 linear function Methods 0.000 claims description 12
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 10
- 238000010998 test method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 5
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 26
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 5
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法及相关装置,该方法包括:以角频率为输入实际有功功率为输出的方式转变有功频率控制框图,施加电网角频率斜坡变化,建立有功功率关于电网角频率变化关系;依据所述变化关系,在施加电网角频率斜坡变化情况下分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;分别拟合额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;依据所述变化关系,结合拟合的额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线计算阻尼系数和转动惯量的值。本发明相比现有技术具有简便性,为构网型变流器惯量和阻尼对电网的支撑作用的研究提供了一条新路径。
Description
技术领域
本发明属于电气设备领域,具体地说,涉及一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法及相关装置。
背景技术
太阳能、风电等新能源大力发展过程中,传统并网逆变器缺乏惯性和阻尼的问题也日渐突出,构网型变流器因模拟了同步发电机特性而具有一定的惯性和阻尼而逐步应用于新能源并网中。基于虚拟同步发电机(virtual synchronous generator.VSG)控制的构网型变流器因可以模拟同步发电机的外特性,如惯性和阻尼等,受到广泛关注。
为了量化构网型变流器对电网的电压和频率支撑能力,有必要对构网型变流器的控制性能进行定量计算,从而对其惯量和阻尼的实际效果进行综合评测。然而目前对惯量和阻尼系数的辨识,多采用真实同步机的惯量辨识方法,其辨识步骤具有一定的复杂性,辨识结果误差较大。为解决惯量和阻尼的辨识复杂性问题,使其更好的评估构网型变流器的惯量大小,是现在亟需解决的问题。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法及相关装置,相对于目前所提出的惯量和阻尼辨析方法,本发明所提出的方法具有简便性,为构网型变流器惯量和阻尼对电网的支撑作用的研究提供了一条新路径。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的:
一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法,包括如下步骤:
以角频率为输入实际有功功率为输出的方式转变有功频率控制框图,施加电网角频率斜坡变化,建立有功功率关于电网角频率变化关系;
依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,在施加电网角频率斜坡变化情况下,分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,其中N为大于1的正数;
分别拟合所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;
依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,结合拟合的额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,根据理论分析计算阻尼系数D和转动惯量J的值。
进一步的,所述以角频率为输入实际有功功率为输出的方式转变有功频率控制框图,施加电网角频率斜坡变化,建立有功功率关于电网角频率的变化关系,具体包括:
结合输出相角θ表达式和有功功率表达式,得到关于有功功率输出的控制框图,根据所述控制框图,将电网频率ωg作为输入扰动量,以实际有功功率Pe为输出,得到实际输出的有功功率关于系统额定角频率扰动的闭环传递函数;
基于所述实际输出的有功功率关于系统额定角频率扰动的闭环传递函数,给定扰动ωg的变化为斜坡函数,根据拉普拉斯变换,将扰动ωg的时域变化转化为频域变化,得到一个新的闭环传递函数,对所述新的闭环传递函数进行因式分解并进行拉普拉斯反变换,得到有功功率关于角频率变化在时域下的表达式。
进一步的,在时域下,所述有功功率关于电网角频率的变化关系为:
其中,a表示电网角频率斜坡变化系数,D表示阻尼系数,ωn表示额定角频率,t表示时间,J表示转动惯量,K表示增益;所述增益K的表达式为:
其中,E表示构网型输出的机端电压,U表示电网电压,X表示线路电抗。
进一步的,所述依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,在施加电网角频率斜坡变化情况下,分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,具体包括:
施加关于扰动ωg的斜坡函数变化,根据所述有功功率关于电网角频率的变化关系和所述增益K的表达式,在施加相同电网角频率变化情况下,改变电网电压幅值,进而分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;所述关于扰动ωg的斜坡函数为:
ωg=at+ω0
其中,a为角频率的变化速度,ω0为扰动起始时刻的角频率值。
进一步的,所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线的一次函数关系式分别为:
进一步的,所述分别拟合所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,具体包括:
对额定电网电压下有功功率关于角频率变化的一次函数取变化总时间内合适的两个值,用这两个值拟合出一次函数替代Pe1(t);对N倍额定电网电压下有功功率关于角频率变化的一次函数取变化总时间内合适的两个值,用这两个值拟合出一次函数替代Pe2(t);所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下拟合出的一次函数曲线分别为:
Pe1(t)-P01=a1(t-t01)+b1
Pe2(t)-P02=a2(t-t02)+b2
其中,P01和P02表示扰动之前的稳态有功功率,t表示时间,t01和t02表示额定角频率扰动起始时间,a1和a2表示Pe1(t)和Pe2(t)的变化系数,b1和b2表示截距。
进一步的,所述依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,结合拟合的额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,根据理论分析计算阻尼系数D和转动惯量J的值,具体包括:
根据所述有功功率关于电网角频率的变化关系和所述拟合的额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,解出转动惯量J和阻尼系数D;
其中,所述有功功率关于电网角频率的变化关系和所述拟合出的一次函数曲线的对应关系为:
基于计算得到的D1与D2,选取合理的阻尼系数D值,并根据建立的转动惯量J和增益K的二元一次方程组,解出转动惯量J的值。
一种构网型变流器惯量和阻尼测试装置,包括:
有功功率与电网角频率变化关系建立模块,用于以角频率为输入实际有功功率为输出的方式转变有功频率控制框图,施加电网角频率斜坡变化,建立有功功率关于电网角频率变化关系;
变化曲线测定模块,用于依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,在施加电网角频率斜坡变化情况下,分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,其中N为大于1的正数;
变化曲线拟合模块,用于分别拟合所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;
阻尼系数和转动惯量计算模块,用于依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,结合拟合的额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,根据理论分析计算阻尼系数D和转动惯量J的值。
进一步的,所述有功功率与电网角频率变化关系建立模块具体用于:
结合输出相角θ表达式和有功功率表达式,得到关于有功功率输出的控制框图,根据所述控制框图,将电网频率ωg作为输入扰动量,以实际有功功率Pe为输出,得到实际输出的有功功率关于系统额定角频率扰动的闭环传递函数;
基于所述实际输出的有功功率关于系统额定角频率扰动的闭环传递函数,给定扰动ωg的变化为斜坡函数,根据拉普拉斯变换,将扰动ωg的时域变化转化为频域变化,得到一个新的闭环传递函数,对所述新的闭环传递函数进行因式分解并进行拉普拉斯反变换,得到有功功率关于角频率变化在时域下的表达式。
进一步的,所述变化曲线测定模块具体用于:施加关于扰动ωg的斜坡函数变化,根据所述有功功率关于电网角频率的变化关系和所述增益K的表达式,在施加相同电网角频率变化情况下,改变电网电压幅值,进而分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线。
一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现所述的构网型变流器惯量和阻尼测试方法。
本发明具有如下有益效果:
本发明建立了构网型变流器输出的有功功率关于电网角频率斜坡扰动的变化关系,且该变化关系为一次函数,进而提出可采用改变电网电压的方式,测额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化曲线,并根据所述变化关系,得到了惯量J和阻尼系数D的值。本发明相比于目前所采用的构网型变流器惯量和阻尼测试方法,能够更为简便地测出构网型变流器的惯量和阻尼系数,为构网型变流器惯量和阻尼对电网的支撑作用的研究提供了一条新路径。
附图说明
图1是本发明实施例一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法的流程图;
图2是本发明实施例中构网型储能变流器的基本控制结构示意图;
图3是本发明实施例中构网型储能变流器有功频率控制等效框图;
图4是本发明实施例中电网角频率扰动框图;
图5是本发明实施例中额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;
图6是本发明实施例中1.1倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线。
具体实施方式:
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,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的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。
请参阅图1,是本发明实施例提供一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法,首先是施加关于频率的斜坡扰动,测额定电网电压Ug下的有功功率关于频率斜坡响应的变化,再测N倍额定电网电压Ug下的有功功率关于频率斜坡响应的变化,根据函数解出阻尼系数D,再结合一个二元一次方程解出转动惯量J。
所述方法具体实施步骤如下:
以角频率为输入实际有功功率为输出的方式转变有功频率控制框图,施加电网角频率斜坡变化,建立有功功率关于电网角频率变化关系;
依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,在施加电网角频率斜坡变化情况下,分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,其中N为大于1的正数;
分别拟合所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;
依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,结合拟合的额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,根据理论分析计算阻尼系数D和转动惯量J的值。
如图2所示,是本发明中构网型储能变流器基本控制结构示意图。Udc是直流侧的输入电压,其直流电压来源一般是光伏变换器或者是储能单元。开关管采用6个功率管组成全桥逆变电路,L和C组成LC滤波器,iLabc表示线路电流,PCC表示公共耦合点,Uoabc表示耦合点处电压,igabc表示电网侧电流,Lg表示电网侧电感,Rg表示电网侧电阻。采集并网点的电压和电流经功率计算模块得到逆变器实际输出的有功功率Pe和无功功率Qe,再送入功率控制模块得到用于坐标变换的相角和电压幅值,经内环控制和SPWM控制后生成调制波控制逆变器。
如图3所示,是构网型储能变流器有功频率控制等效框图。有功功率闭环传递函数是以有功功率基准值为输入量,实际的有功功率作为输出量。而在有功功率闭环控制系统中,可以认为电网额定角频率ωg作为扰动量加入到闭环控制环路,若将系统额定角频率作为扰动量,构建关于系统额定角频率和实际输出有功功率的关系,则可以研究系统频率对实际输出的有功功率的影响。
如图4所示,是电网角频率扰动框图。ωg为输入扰动量,实际有功功率Pe为输出,分析扰动控制框图,进而得到在时域条件下有功功率关于电网角频率的变化关系为:
其中,a表示电网角频率斜坡变化系数,D表示阻尼系数,ωn表示额定角频率,t表示时间,J表示转动惯量,K表示增益。
该变化关系表明,在电网角频率为相同斜坡扰动的情况下,构网型变流器输出的有功功率是一个一次函数,且一次项和阻尼系数有关,截距与惯量J、阻尼系数D和增益K都有关。
所述增益K的表达式为:
其中,E表示构网型输出的机端电压,U表示电网电压,X表示线路电抗。
根据增益K的表达式,则可以采取改变电网电压的方式来改变K的值。
所述扰动ωg的变化函数为:
ωg=at+ω0
其中,a为角频率的变化速度,ω0为扰动起始时刻的角频率值;
时域条件下有功功率关于电网角频率的变化关系为一次函数,因此,施加关于ωg的斜坡函数变化,根据有功功率关于电网角频率的变化关系和所述增益K的表达式,在施加相同电网角频率变化情况下,改变电网电压幅值,进而可以分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,曲线表达式分别为:
理论分析验证了有功功率关于电网角频率的变化关系,且改变电网电压后,根据额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,可以求出惯量J和阻尼系数D的值。一次函数的确定可以通过取一次函数的两个点,因此,当构网型变流器频率斜坡变化时,对有功功率关于角频率变化的一次函数取变化总时间的合适的两个值(t11,P11)、(t12,P12),用该拟合出来的一次函数来替代Pe1(t),得到:
Pe1(t)-P01=a1(t-t01)+b1
其中,P01表示扰动之前的稳态有功功率,t01表示额定角频率扰动起始时间,b1表示截距。
根据理论分析:
aD1ωn=a1
只改变电网电压为原来的N倍,对构网型变流器施加相同的角频率变化,取两个合适的点(t21,P21)、(t22,P22),得到新的一次函数,用该拟合出来的一次函数来替代Pe2(t),得到:
Pe2(t)-P02=a2(t-t02)+b2
其中,P02表示扰动之前的稳态有功功率,t02表示额定角频率扰动起始时间,b2表示截距。
根据理论分析:
aD2ωn=a2
由于斜坡变化信号a和ωn已知,因此可以求得阻尼系数D1与D2的值,为减小计算误差,对惯量J的计算过程中,根据D1和D2的值,合理的选取阻尼系数D值。根据上述理论分析,惯量J和增益K的二元一次方程组为:
解出方程,即可得到J的值。
如图5和如图6所示,是在电网角频率为相同斜坡扰动的情况下,额定电网电压下和1.1倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,其拟合出的一次函数表达式分别为:
Pe1(t)=120530(t-17.2857)-67880
Pe2(t)=118530(t-9.7367)-64168.52
根据理论分析,有:-aD1ωn=120530,-aD2ωn=118530,且:
选取阻尼系数D值D=605,求得J=50.99。而实际构网型变流器中D=600,求得J=48。因此所辨识的惯量和阻尼系数的值误差很小,验证了本发明实施例所提的一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法的有效性。
本发明实施例还提供一种构网型变流器惯量和阻尼测试装置,包括:
有功功率与电网角频率变化关系建立模块,用于以角频率为输入实际有功功率为输出的方式转变有功频率控制框图,施加电网角频率斜坡变化,建立有功功率关于电网角频率变化关系;
变化曲线测定模块,用于依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,在施加电网角频率斜坡变化情况下,分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;
变化曲线拟合模块,用于分别拟合所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;
阻尼系数和转动惯量计算模块,用于依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,结合拟合的额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,根据理论分析计算阻尼系数D和转动惯量J的值。
本发明另一实施例提供了一种构网型变流器惯量和阻尼测试系统,包括:计算机可读存储介质和处理器;
所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令;
所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令,执行所述的构网型变流器惯量和阻尼测试方法。
本发明另一方面提供了一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现第一方面所述的构网型变流器惯量和阻尼测试方法。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请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,本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (6)
1.一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法,其特征在于,包括如下步骤:
以角频率为输入实际有功功率为输出的方式转变有功频率控制框图,施加电网角频率斜坡变化,建立有功功率关于电网角频率变化关系;
依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,在施加电网角频率斜坡变化情况下,分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,其中N为大于1的正数;
分别拟合所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;
依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,结合拟合的额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,根据理论分析计算阻尼系数D和转动惯量J的值;
所述以角频率为输入实际有功功率为输出的方式转变有功频率控制框图,施加电网角频率斜坡变化,建立有功功率关于电网角频率的变化关系,具体包括:
结合输出相角θ表达式和有功功率表达式,得到关于有功功率输出的控制框图,根据所述控制框图,将电网频率ωg作为输入扰动量,以实际有功功率Pe为输出,得到实际输出的有功功率关于系统额定角频率扰动的闭环传递函数;
基于所述实际输出的有功功率关于系统额定角频率扰动的闭环传递函数,给定扰动ωg的变化为斜坡函数,根据拉普拉斯变换,将扰动ωg的时域变化转化为频域变化,得到一个新的闭环传递函数,对所述新的闭环传递函数进行因式分解并进行拉普拉斯反变换,得到有功功率关于角频率变化在时域下的表达式;
所述依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,在施加电网角频率斜坡变化情况下,分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,具体包括:
施加关于扰动ωg的斜坡函数变化,根据所述有功功率关于电网角频率的变化关系和所述增益K的表达式,在施加相同电网角频率变化情况下,改变电网电压幅值,分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;所述关于扰动ωg的斜坡函数为:
其中,a为角频率的变化速度,ω0为扰动起始时刻的角频率值;
分别拟合所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,具体包括:
对额定电网电压下有功功率关于角频率变化的一次函数取变化总时间内合适的两个值,用这两个值拟合出一次函数替代Pe1(t);对N倍额定电网电压下有功功率关于角频率变化的一次函数取变化总时间内合适的两个值,用这两个值拟合出一次函数替代Pe2(t);所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下拟合出的一次函数曲线分别为:
其中,P01和P02表示扰动之前的稳态有功功率,t表示时间,t01和t02表示额定角频率扰动起始时间,a1和a2表示Pe1(t)和Pe2(t)的变化系数,b1和b2表示截距;
所述依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,结合拟合的额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,根据理论分析计算阻尼系数D和转动惯量J的值,具体包括:
根据所述有功功率关于电网角频率的变化关系和所述拟合的额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,解出转动惯量J和阻尼系数D;
其中,所述有功功率关于电网角频率的变化关系和所述拟合出的一次函数曲线的对应关系为:
基于计算得到的D1与D2,选取合理的阻尼系数D值,并根据建立的转动惯量J和增益K的二元一次方程组,解出转动惯量J的值。
2.根据权利要求1所述的一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法,其特征在于,在时域下,所述有功功率关于电网角频率的变化关系为:
其中,a表示电网角频率斜坡变化系数,D表示阻尼系数,ωn表示额定角频率,t表示时间,J表示转动惯量,K表示增益;所述增益K的表达式为:
其中,E表示构网型输出的机端电压,U表示电网电压,X表示线路电抗。
3.根据权利要求1所述的一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法,其特征在于,所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线的一次函数关系式分别为:
。
4.一种构网型变流器惯量和阻尼测试装置,其特征在于,包括:
有功功率与电网角频率变化关系建立模块,用于以角频率为输入实际有功功率为输出的方式转变有功频率控制框图,施加电网角频率斜坡变化,建立有功功率关于电网角频率变化关系;
变化曲线测定模块,用于依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,在施加电网角频率斜坡变化情况下,分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,其中N为大于1的正数;
变化曲线拟合模块,用于分别拟合所述额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线;
阻尼系数和转动惯量计算模块,用于依据所述有功功率关于电网角频率变化关系,结合拟合的额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线,根据理论分析计算阻尼系数D和转动惯量J的值;
所述有功功率与电网角频率变化关系建立模块具体用于:
结合输出相角θ表达式和有功功率表达式,得到关于有功功率输出的控制框图,根据所述控制框图,将电网频率ωg作为输入扰动量,以实际有功功率Pe为输出,得到实际输出的有功功率关于系统额定角频率扰动的闭环传递函数;
基于所述实际输出的有功功率关于系统额定角频率扰动的闭环传递函数,给定扰动ωg的变化为斜坡函数,根据拉普拉斯变换,将扰动ωg的时域变化转化为频域变化,得到一个新的闭环传递函数,对所述新的闭环传递函数进行因式分解并进行拉普拉斯反变换,得到有功功率关于角频率变化在时域下的表达式;
所述变化曲线测定模块具体用于:施加关于扰动ωg的斜坡函数变化,根据所述有功功率关于电网角频率的变化关系和所述增益K的表达式,在施加相同电网角频率变化情况下,改变电网电压幅值,进而分别获得额定电网电压下和N倍额定电网电压下有功功率关于频率斜坡变化的曲线。
5.一种构网型变流器惯量和阻尼测试系统,包括:计算机可读存储介质和处理器;
所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令;
所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令,执行权利要求1-3中任一项所述的构网型变流器惯量和阻尼测试方法。
6.一种非暂态计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-3中任一项所述的构网型变流器惯量和阻尼测试方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311195499.1A CN117233503B (zh) | 2023-09-14 | 2023-09-14 | 一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法及相关装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311195499.1A CN117233503B (zh) | 2023-09-14 | 2023-09-14 | 一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法及相关装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117233503A CN117233503A (zh) | 2023-12-15 |
CN117233503B true CN117233503B (zh) | 2024-03-29 |
Family
ID=89094309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311195499.1A Active CN117233503B (zh) | 2023-09-14 | 2023-09-14 | 一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法及相关装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117233503B (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107991576A (zh) * | 2016-10-27 | 2018-05-04 | 中国电力科学研究院 | 一种虚拟同步发电机的虚拟惯量测试方法及其测量装置 |
CN108462206A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-08-28 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | Vsg的虚拟惯量和阻尼系数的可选范围确定方法和装置 |
CN112636341A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-09 | 湖南大学 | 基于多新息辨识的电力系统惯量空间分布估计方法及装置 |
CN113346546A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-03 | 江南大学 | 新能源并网逆变器的虚拟惯量控制方法 |
CN113471972A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-10-01 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种用于电力系统的监测惯量的方法和系统 |
CN113675886A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-19 | 中国地质大学(武汉) | 一种虚拟同步机转动惯量和阻尼系数协同自适应控制方法 |
CN114520521A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-05-20 | 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 | 光伏高渗透率下的电力系统惯量的获取及模型建立方法 |
-
2023
- 2023-09-14 CN CN202311195499.1A patent/CN117233503B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107991576A (zh) * | 2016-10-27 | 2018-05-04 | 中国电力科学研究院 | 一种虚拟同步发电机的虚拟惯量测试方法及其测量装置 |
CN108462206A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-08-28 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | Vsg的虚拟惯量和阻尼系数的可选范围确定方法和装置 |
CN112636341A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-09 | 湖南大学 | 基于多新息辨识的电力系统惯量空间分布估计方法及装置 |
CN113346546A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-03 | 江南大学 | 新能源并网逆变器的虚拟惯量控制方法 |
CN113675886A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-11-19 | 中国地质大学(武汉) | 一种虚拟同步机转动惯量和阻尼系数协同自适应控制方法 |
CN113471972A (zh) * | 2021-09-03 | 2021-10-01 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种用于电力系统的监测惯量的方法和系统 |
CN114520521A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-05-20 | 国网新疆电力有限公司电力科学研究院 | 光伏高渗透率下的电力系统惯量的获取及模型建立方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117233503A (zh) | 2023-12-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108462206B (zh) | Vsg的虚拟惯量和阻尼系数的可选范围确定方法和装置 | |
CN103401238B (zh) | 一种基于总体测辨法的电力负荷建模方法 | |
CN113300383B (zh) | 一种机电暂态建模方法、系统、设备及存储介质 | |
CN107294527A (zh) | 同步旋转坐标系锁相环及其测试方法、装置 | |
CN109921421B (zh) | 双馈风电机组输出谐波电流模型建立方法 | |
CN110673509A (zh) | 一种用于半实物仿真平台的电量变送器模拟系统及方法 | |
CN108414838B (zh) | 一种逆变器并联系统线路阻抗测量方法 | |
CN116699248B (zh) | 一种新能源发电单元的宽频带阻抗测量方法及系统 | |
CN103904693A (zh) | 基于频率自适应虚拟磁链估测的电网同步方法 | |
CN105606900A (zh) | 一种基于方波信号的单相谐波阻抗测量方法 | |
CN111308207A (zh) | 一种针对单相交流系统的dq阻抗测量方法 | |
CN111190074B (zh) | 一种基于单相锁相环的电网同步检测方法 | |
CN113162002B (zh) | 一种计及宽频测量环节的直流行波保护方法及系统 | |
CN117233503B (zh) | 一种构网型变流器惯量和阻尼测试方法及相关装置 | |
CN106199193A (zh) | 双馈风机阻抗硬件在环测试系统及方法 | |
CN112865104A (zh) | 一种电网换相换流器交直流侧谐波计算方法 | |
CN109103875A (zh) | 一种基于神经网络的自适应谐波振荡抑制方法与系统 | |
CN108984847B (zh) | 一种基于分频阻抗补偿的实时数字混合仿真接口方法 | |
CN108051682B (zh) | 一种单相整流器系统阻抗模型的验证方法 | |
CN107634534B (zh) | 柔性直流输电换流器主回路电气参数获取方法 | |
CN106227184B (zh) | 直驱风机阻抗硬件在环测试系统及方法 | |
CN115219787A (zh) | 基于改进矩阵束的电网相量移动测量方法、系统及介质 | |
CN113794234A (zh) | 基于离散三相二阶广义积分器的锁频环及电网状态跟踪方法 | |
CN115642612A (zh) | 一种海上风电机组次/超同步振荡抑制方法及系统 | |
CN110620398A (zh) | 一种电网阻抗的测量方法及并网系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |