[发明专利]风电机组并网系统次同步振荡稳定性量化分析方法

权利要求书

1.一种风电机组并网系统次同步振荡稳定性量化分析方法，包括如下步骤：

步骤1：向风电机组并网点加入正、负序电压扰动信号；

步骤2：建立风电机组锁相环、电流调节环节和PWM调制环节传递函数；

步骤3：获得风电机组正、负序阻抗模型Z_p(s)、Z_n(s)、电网等值阻抗模型Z_g(s)和并网系统总阻抗模型Z(s)；

步骤4：确定合适的拟合分式多项式阶数m、n，并用其拟合所述并网系统总阻抗模型Z(s)；

步骤5：根据拟合结果求取拟合分式多项式在拟合区间内零点，根据所求零点确定系统振荡频率和阻尼水平。

2.根据权利要求1所述的一种风电机组并网系统次同步振荡稳定性量化分析方法，其特征在于：在所述步骤1中，所述风电机组并网点加入正、负序电压扰动信号解析表达式为：

其中，U₁是基波电压的幅值；是基波电压的初相位；f₁是基波电压的频率，f₁＝50Hz；U_p、U_n是所加正、负序电压扰动的幅值；是所加正、负序电压扰动的初相位；f_p、f_n是所加正、负序电压扰动的频率。

3.根据权利要求2所述的一种风电机组并网系统次同步振荡稳定性量化分析方法，其特征在于，所述步骤2中，所述锁相环传递函数为：

式中：

其中：k_pPLL是锁相环比例增益；k_iPLL是锁相环积分增益；s是拉普拉斯算子；

所述电流调节环节传递函数为：

其中：H_i(s)＝k_ip+k_ii/s为电流调节器传递函数，采用比例积分(PI)控制，k_ip是比例增益，k_ii是积分增益，K_dq是dq轴交叉解耦系数，K_dq＝ω₁L,ω₁是基波角频率；

所述PWM调制环节传递函数为：

其中，K_m是变流器输出增益；U_dc是直流侧电压值；m_a、m_b、m_c是SPWM调制信号。

4.根据权利要求3所述的一种风电机组并网系统次同步振荡稳定性量化分析方法，其特征在于，在所述步骤3中，联立式(4)(5)(6)(7)将式(1)作傅里叶变换代入可获得风电机组正、负序阻抗解析表达式为：

其中，G_p(s)、G_N(s)分别是锁相环正、负序传递函数；K_m是逆变器输出增益；U₁、I₁是基波电压、电流幅值；是基波电流初相位；ω₁是基波角频率；

电网等值阻抗模型为：

Z_g(s)＝R_g+sL_g (10)

其中，R_g是电网侧等值电阻，L_g是电网侧等值电感，s是拉普拉斯算子；

所述风电机组并网系统总阻抗为：

Z(s)＝Z_s(s)+Z_g(s) (11)

其中，Z_s(s)为风电机组输出阻抗；Z_g(s)为电网等值输入阻抗。