【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于新能源電磁暫態仿真建模，具體涉及一種基于硬件在環仿真的statcom寬頻域阻抗特性獲取方法。
技術介紹
1、在“雙碳”目標驅動下，隨著新能源滲透率和電力電子設備比例的不斷升高，電網由同步機主導型系統逐步向電力電子設備主導型系統轉變，這將導致系統慣量的減小以及公共耦合點的短路比大幅下降，使得電網呈現弱電網特性。因此，電力系統對于新能源及電力電子設備的接入提出了更高的要求，需要電力電子設備提供正阻尼，抑制電力系統的振蕩?，F階段對于電力電子設備的阻抗特性計算方法較少，因此如何獲得準確的電力電子設備的阻抗特性是目前能源電磁暫態仿真建模
亟需解決的問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是為了解決現有技術的不足，提供了種基于硬件在環仿真的statcom寬頻域阻抗特性獲取方法，該方法考慮了statcom的硬件控制器特性，可以準確地獲取statcom在寬頻域范圍的阻抗特性，對于statcom接入電網的影響分析提供重要依據。
2、為實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
3、基于硬件在環仿真的statcom寬頻域阻抗特性獲取方法，包括如下步驟：
4、步驟(1)，搭建基于硬件在環仿真平臺的statcom單機無窮大系統；
5、步驟(2)，設定電壓擾動信號的幅值為k％un，k為任意大于0的常數，un為statcom并網點標稱電壓；設定電壓擾動信號的頻率下限為f1，電壓擾動信號的頻率上限為f2，f1、f2均為正整數，則三相正序電壓
6、
7、式中：ua+、ub+、uc+分別為三相正序電壓擾動信號，t為時間，f3為[f1，f2]之間的正整數；
8、三相負序電壓擾動信號為：
9、
10、式中：ua-、ub-、uc-分別為三相負序電壓擾動信號；
11、步驟(3)，向基于硬件在環仿真平臺的statcom單機無窮大系統中的statcom本體注入步驟(2)得到的幅值為標稱電壓k％、頻率為f3的三相正序電壓擾動信號，同時采集statcom機端三相電壓、電流信號數據；
12、步驟(4)，利用快速傅里葉變換函數對步驟(3)采集得到的statcom機端三相電壓、三相電流數據進行傅里葉變換，提取在頻率f3下的三相電壓幅值和相位、三相電流幅值和相位；
13、則在頻率f3下的正序電壓δup(f3)、正序電流δip(f3)為；
14、
15、其中，ua+(f3)、ub+(f3)、uc+(f3)分別表示在注入正序電壓擾動信號時a、b、c三相電壓的幅值
16、uθa+(f3)、uθb+(f3)、uθc+(f3)分別表示在注入正序電壓擾動信號時a、b、c三相電壓的相位；
17、ia+(f3)、ib+(f3)、ic+(f3)、iθa+(f3)、iθb+(f3)、iθc+(f3)分別表示在注入正序電壓擾動信號時a、b、c三相電流的幅值；
18、iθa+(f3)、iθb+(f3)、iθc+(f3)分別表示在注入正序電壓擾動信號時a、b、c三相電流的相位；
19、步驟(5)，計算在頻率f3下的正序阻抗z1：
20、z1＝δup(f3)/δip(f3)?(4)
21、步驟(6)，向基于硬件在環仿真平臺的statcom單機無窮大系統中的statcom本體注入步驟(2)得到的幅值為標稱電壓k％、頻率為f3的三相負序電壓擾動信號，同時采集statcom機端三相電壓、電流信號數據；
22、步驟(7)，利用快速傅里葉變換函數對步驟(6)采集得到的statcom機端三相電壓、三相電流數據進行傅里葉變換，提取在頻率f3下的三相電壓幅值和相位、三相電流幅值和相位；
23、則在頻率f3下的負序電壓δun(f3)、負序電流δin(f3)為；
24、
25、其中，ua-(f3)、ub-(f3)、uc-(f3)分別表示在注入負序電壓擾動信號時a、b、c三相電壓的幅值
26、uθa-(f3)、uθb-(f3)、uθc-(f3)分別表示在注入負序電壓擾動信號時a、b、c三相電壓的相位；
27、ia-(f3)、ib-(f3)、ic-(f3)分別表示在注入負序電壓擾動信號時a、b、c三相電流的幅值；
28、iθa-(f3)、iθb-(f3)、iθc-(f3)分別表示在注入負序電壓擾動信號時a、b、c三相電流的相位；
29、步驟(8)，計算在頻率f3下的負序阻抗z2：
30、z2＝δun(f3)/δin(f3)???(6)
31、步驟(9)，利用matlab中semilogx函數對步驟(5)得到的正序阻抗z1和步驟(8)得到的負序阻抗z2繪制正、負序阻抗的bode圖，如圖2～圖5所示，圖2～圖3為statcom在所加擾動信號下的正序幅頻和相頻特性，圖4～圖5所示為statcom在所加擾動信號下的負序幅頻和相頻特性，將圖2～圖5作為最終獲取的statcom阻抗特性；即為statcom在幅值為標稱電壓k％、頻率f3下的阻抗特性；
32、步驟(10)，重新設定擾動信號的頻率f3，重復步驟(3)到(9)，即可得到statcom在幅值為標稱電壓k％、頻率在[f1，f2]之間的所有頻率下的阻抗特性。
33、進一步，優選的是，步驟(1)中，所述的基于硬件在環仿真平臺的stat?com單機無窮大系統中，statcom本體與35kv母線相連，然后通過主變壓器升壓至220kv，再與無窮大電網相連，statcom控制器通過光纖與rt-lab仿真器傳輸pwm控制信號，statcom控制器通過db37連接線與仿真器的模擬量輸出板卡相連，采集電網三相電壓、電流信號。
34、進一步，優選的是，步驟(4)和步驟(7)中，均是利用matlab中的fft函數對statcom機端三相電壓、三相電流數據進行傅里葉變換。
35、進一步，優選的是，k取值為2～5。
36、進一步，優選的是，f1為1，f2不超過3000。
37、本專利技術同時提供一種評估statcom是否能在電力系統不穩定時提供正阻尼的方法，采用上述基于硬件在環仿真的statcom寬頻域阻抗特性獲取方法，包括如下步驟：
38、如果阻抗特性中相頻特性曲線在正、負90度之間，則能提供正阻尼，否則不能提供。
39、本專利技術提供一種基于硬件在環仿真的statcom寬頻域阻抗特性獲取方法，該方法可以準確、快速地獲取statcom在寬頻域范圍的阻抗特性。
40、本專利技術步驟(4)中，matlab中fft的使用方法：輸入三相電壓、電流數據，其可自動輸出頻率f3下的三相電壓幅值和相位、三相電流幅值和相位)：ua+(f3)、ub+(f3)、uc+(f3)；uθa+(f3)、uθb+(f3)、uθc+(f3)；ia+(f3)、i本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.基于硬件在環仿真的STATCOM寬頻域阻抗特性獲取方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于硬件在環仿真的STATCOM寬頻域阻抗特性獲取方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的基于硬件在環仿真平臺的STAT?COM單機無窮大系統中，STATCOM本體與35kV母線相連，然后通過主變壓器升壓至220kV，再與無窮大電網相連，STATCOM控制器通過光纖與RT-LAB仿真器傳輸PWM控制信號，STATCOM控制器通過DB37連接線與仿真器的模擬量輸出板卡相連，采集電網三相電壓、電流信號。
3.根據權利要求1所述的基于硬件在環仿真的STATCOM寬頻域阻抗特性獲取方法，其特征在于，步驟(4)和步驟(7)中，均是利用Matlab中的FFT函數對STATCOM機端三相電壓、三相電流數據進行傅里葉變換。
4.根據權利要求1所述的基于硬件在環仿真的STATCOM寬頻域阻抗特性獲取方法，其特征在于，k取值為2～5。
5.根據權利要求1所述的基于硬件在環仿真的STATCOM寬頻域阻抗特性獲取方法，其特征在于，f1為1，f2不超
6.一種評估STATCOM是否能在電力系統不穩定時提供正阻尼的方法，其特征在于，采用權利要求1～5任意一項所述的基于硬件在環仿真的STATCOM寬頻域阻抗特性獲取方法，包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.基于硬件在環仿真的statcom寬頻域阻抗特性獲取方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于硬件在環仿真的statcom寬頻域阻抗特性獲取方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的基于硬件在環仿真平臺的stat?com單機無窮大系統中，statcom本體與35kv母線相連，然后通過主變壓器升壓至220kv，再與無窮大電網相連，statcom控制器通過光纖與rt-lab仿真器傳輸pwm控制信號，statcom控制器通過db37連接線與仿真器的模擬量輸出板卡相連，采集電網三相電壓、電流信號。
3.根據權利要求1所述的基于硬件在環仿真的statcom寬頻域阻...
【專利技術屬性】
技術研發人員：文天舒，伍陽陽，袁華宇，李曉龍，白鵬，郭映維，張彩強，魯聰，沐潤志，宋小龍，張瑀明，楊蕾，方雪峰，王禹，楊正宇，張昊立，
申請(專利權)人：云南電力試驗研究院集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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