一种构网型变流器的次同步振荡抑制方法与流程

本申请涉及电力电子设备并网控制，具体涉及一种构网型变流器的次同步振荡抑制方法。

背景技术：

1、随着新能源渗透率的提高，构网型变流器因其能够为电网提供电压和频率支撑而得到广泛应用。然而，构网型变流器在接入强网运行时，其控制环路与电网阻抗之间容易发生交互作用，从而引发次同步振荡现象，威胁电力系统的安全稳定运行。现有的次同步振荡抑制策略主要包括优化内外环控制参数、增设虚拟阻抗或虚拟导纳支路、以及跟网型与构网型自适应切换等。其中，优化参数法受限于工况变化，需频繁调整且适应性差；增设虚拟阻抗虽能抑制振荡，但会削弱构网型变流器对电网的支撑能力，使其丧失“构网”优势；自适应切换策略则依赖于电网参数的实时准确获取，工程实现难度大。因此，亟需一种能够在不影响构网型变流器稳态支撑性能的前提下，有效抑制接入强网后次同步振荡的控制方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的构网型变流器接入强网易引发次同步振荡且现有抑制策略难以兼顾稳态支撑性能的问题，本申请通过一种构网型变流器的次同步振荡抑制方法，实现对次同步频段阻抗特性的精准重塑与振荡风险的有效消除。

2、为实现上述目的，本申请采用如下技术方案：

3、一种构网型变流器的次同步振荡抑制方法，包括：获取构网型变流器的频域阻抗模型；基于频域阻抗模型进行参数灵敏度分析，确定对次同步频段阻抗特性起主导作用的目标控制支路；在目标控制支路中引入相位补偿环节，相位补偿环节的直流增益为单位值，且在次同步频段提供正相角，以重塑构网型变流器在次同步频段的阻抗特性。

4、可选地，基于频域阻抗模型进行参数灵敏度分析，确定对次同步频段阻抗特性起主导作用的目标控制支路，包括：通过改变构网型变流器的外环控制参数，观察阻抗曲线在次同步频段的变化趋势；基于变化趋势，将有功功率外环确定为目标控制支路。

5、可选地，相位补偿环节的直流增益为单位值，且在次同步频段提供正相角，包括：在工频下，相位补偿环节的增益为1，以维持构网型变流器的稳态工作点；在低于工频的次同步频段内，相位补偿环节提供正相角，以提升构网型变流器的阻抗相角。

6、可选地，相位补偿环节的传递函数表达式为：

7、；

8、式中，为相位补偿环节的传递函数，为大于0的可调节系数，为复频率变量，为高通滤波器的截止频率，截止频率根据原振荡风险区的频带范围设定。

9、可选地，在目标控制支路中引入相位补偿环节，包括：在有功功率外环的有功功率反馈输入处引入相位补偿环节，重塑后的有功功率外环传递函数表达式为：

10、；

11、式中，为重塑后的有功功率外环传递函数，为相位补偿环节的传递函数，为工频角速度，为虚拟转动惯量，为阻尼系数，为复频率变量。

12、可选地，获取构网型变流器的频域阻抗模型，包括：采用谐波注入法向构网型变流器的端口施加扰动，得到频域阻抗模型的表达式为：

13、；

14、式中：为构网型变流器阻抗的频域表达式，为构网型变流器端口电压的复向量表达式，为构网型变流器端口电流的复向量表达式，为扰动电压在复空间下的幅值，为扰动电流在复空间下的幅值，为扰动电压相角，为扰动电流相角，和为由构网型变流器内外环控制结构所决定的传递函数表达式。

15、此外，本申请还提供了一种次同步振荡抑制装置，包括：模型获取模块，用于获取构网型变流器的频域阻抗模型；灵敏度分析模块，用于基于频域阻抗模型进行参数灵敏度分析，确定对次同步频段阻抗特性起主导作用的目标控制支路；补偿控制模块，用于在目标控制支路中引入相位补偿环节，相位补偿环节的直流增益为单位值，且在次同步频段提供正相角，以重塑构网型变流器在次同步频段的阻抗特性。

16、可选地，补偿控制模块用于：在有功功率外环的有功功率反馈输入处引入相位补偿环节，以重塑有功功率外环传递函数。

17、此外，本申请还提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上述任一项方法的步骤。

18、此外，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项方法的步骤。

19、有益效果：

20、本申请提供的构网型变流器的次同步振荡抑制方法、装置、设备及介质，通过获取构网型变流器的频域阻抗模型并进行参数灵敏度分析，能够精准定位对次同步频段阻抗特性起主导作用的目标控制支路，避免了盲目调整参数或增加额外硬件带来的副作用；在此基础上，通过在目标控制支路中引入直流增益为单位值且在次同步频段提供正相角的相位补偿环节，一方面利用单位直流增益保证了系统在工频稳态下的工作点不受影响，维持了构网型变流器原有的电压频率支撑能力，另一方面利用次同步频段的正相角特性有效提升了该频段的阻抗相角，消除了负阻尼区域，从而在不牺牲稳态性能的前提下实现了次同步振荡的可靠抑制，解决了现有技术中振荡抑制与构网能力难以兼顾的技术难题。

1.一种构网型变流器的次同步振荡抑制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述基于所述频域阻抗模型进行参数灵敏度分析，确定对次同步频段阻抗特性起主导作用的目标控制支路，包括：

3.根据权利要求1所述的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述相位补偿环节的直流增益为单位值，且在次同步频段提供正相角，包括：

4.根据权利要求3所述的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述相位补偿环节的传递函数表达式为：

5.根据权利要求2所述的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述在所述目标控制支路中引入相位补偿环节，包括：

6.根据权利要求1所述的次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述获取构网型变流器的频域阻抗模型，包括：

7.一种次同步振荡抑制装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的次同步振荡抑制装置，其特征在于，所述补偿控制模块用于：

9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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计算机程序时实现如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述方法的步骤。