本发明涉及海上风电送出系统领域，尤其涉及一种中频构网型风电机组的阻抗模型构建方法、装置、终端设备、存储介质及谐振稳定分析方法。
背景技术：
1、中频构网型风电机组是一种适用于中远海风电资源开发和经济性送出的新型风电机组。其运行时的额定频率在100hz～400hz的中频范围，高于常规的工频(50hz)风电机组，运行频率的提高可以有效地降低海上风电场中升压变压器和交流滤波器的体积和重量；另外，风电机组运行在构网型控制模式，使得海上风电直流送出系统中的整流器可以采用二极管不控整流器等低成本换流器。综上所述，中频构网型风电机组可以极大地降低海上平台建设的成本，具有明显的经济优势和发展前景，是目前的研究热点。
2、运行频率和控制策略的改变会使中频构网型风电机组的阻抗特性与常规的工频跟网型风电机组有较大的差异，进而改变海上风电场的宽频谐振稳定特性和谐波传递特性。为了保障海上风电场和送出系统的安全稳定运行，有必要建立中频构网型风电机组的阻抗模型，评估系统的谐振稳定特性和谐波传递特性。然而，目前对于风电机组阻抗建模的研究主要集中于额定频率为基频和控制方式为跟网型控制的风电机组，对于中频构网型风电机组的阻抗模型则关注较少。因此，亟需提供一种中频构网型风电机组的阻抗模型建立方法，为相关工程谐振稳定特性和谐波传递特性的评估提供支撑，并保障相关工程安全的稳定运行。
技术实现思路
1、本发明提供了一种中频构网型风电机组的阻抗模型构建方法、装置、终端设备、存储介质及谐振稳定分析方法，以解决现有技术对频构网型风电机组的阻抗模型缺少关注的技术问题。
2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种中频构网型风电机组的阻抗模型构建方法，包括：
3、获取中频构网型风电机组的主电路拓扑结构图和控制系统框图；
4、根据所述主电路拓扑结构图，建立所述中频构网型风电机组的主电路的频域线性化模型；
5、根据所述控制系统框图，建立所述中频构网型风电机组的控制系统中每一控制器的频域线性化模型；
6、整合所有控制器的频域线性化模型，得到所述控制系统的频域线性化模型；
7、根据所述主电路的频域线性化模型和所述控制系统的频域线性化模型，得到所述中频构网型风电机组的阻抗模型。
8、作为优选方案，所述根据所述主电路拓扑结构图，建立所述中频构网型风电机组的主电路的频域线性化模型，包括：
9、根据所述主电路拓扑结构，建立主电路的时域方程；
10、将所述主电路的时域方程转化到频域，并进行线性化，得到所述中频构网型风电机组的主电路的频域线性化模型。
11、作为优选方案，所述根据所述控制系统框图，建立所述中频构网型风电机组的控制系统中每一控制器的频域线性化模型，包括：
12、根据所述控制系统框图，建立所述控制系统的坐标变换器的频域线性化模型；
13、根据所述控制系统框图，建立所述控制系统的外环电压控制器的频域线性化模型；
14、根据所述控制系统框图，建立所述控制系统的内环电流控制器的频域线性化模型。
15、作为优选方案，所述整合所有控制器的频域线性化模型，得到所述控制系统的频域线性化模型，包括：
16、整合所述坐标变换器的频域线性化模型、所述外环电压控制器的频域线性化模型和所述内环电流的频域线性化模型，得到所述控制系统的频域线性化模型。
17、作为优选方案，所述根据所述主电路的频域线性化模型和所述控制系统的频域线性化模型，得到所述中频构网型风电机组的阻抗模型，包括：
18、将所述控制系统的频域线性化模型代入所述主电路的频域线性化模型，求解得到所述中频构网型风电机组的阻抗模型。
19、作为优选方案，所述主电路的频域线性化模型为：
20、lfaδi＝δu-δug；
21、式中，lf为中频构网型风电机组端口的滤波电感值；δi为端口电流扰动向量；δu为输出电压扰动向量；δug为端口电压扰动向量；a为一运算矩阵，具体为：
22、a＝diag(...,j(ωp-ω0),jωp,j(ωp+ω0),...)；
23、式中，ωp为扰动频率对应的角频率；ω0为额定频率对应的角频率；
24、所述坐标变换器的频域线性化模型，包括：park变换对应的频域线性化模型和park反变换对应的频域线性化模型；
25、其中，所述park变换对应的频域线性化模型为：
26、
27、式中，δx为abc坐标系中一任意变量；δxd和δxq为dq坐标系中与δx对应的两个变量；td+表示park变换中到d轴的变换；tq+表示park变换中到q轴的变换；
28、所述park反变换对应的频域线性化模型为：
29、
30、式中，td-表示park反变换中d轴分量的变换；tq-表示park反变换中q轴分量的变换；
31、所述外环电压控制器的频域线性化模型为：
32、
33、式中，δirefd为内环电流控制器参考值的d分量；δirefq为内环电流控制器参考值的q分量；cf为中频构网型风机端口滤波电容值；i为单位矩阵；gu为一用于表示频域形式下外环电压控制中pi控制器增益的对角矩阵；glpf1为一用于表示频域形式下外环电压控制器中电流前馈环节低通滤波器增益的对角矩阵；δigd为电网电流的d分量；δigq为电网电流的d分量；δugd为端口电压扰动向量的d分量；δugq为端口电压扰动向量的q分量；
34、所述内环电流控制器的频域线性化模型为：
35、
36、式中，δmd为中频构网型风机控制系统输出的调制波的d分量；δmq为中频构网型风机控制系统输出的调制波的q分量；δid为端口电流扰动向量的d分量；δiq为端口电流扰动向量的q分量；gi为一用于表示频域形式下内环电流控制中pi控制器增益的对角矩阵；glpf2为一用于表示频域形式下内环电流控制器中电压前馈环节的低通滤波器增益的对角矩阵；
37、所述控制系统的频域线性化模型为：
38、
39、式中，δm为中频构网型风机控制系统输出的调制波；
40、所述阻抗模型为：
41、
42、式中，km为调制比；udc为风机直流电压。
43、在上述实施例的基础上，本发明另一实施例提供了一种中频构网型风电机组的阻抗模型构建装置，包括：数据获取模块和数据处理模块；
44、所述数据获取模块，用于获取中频构网型风电机组的主电路拓扑结构图和控制系统框图；
45、所述数据处理模块，用于根据所述主电路拓扑结构图，建立所述中频构网型风电机组的主电路的频域线性化模型；根据所述控制系统框图，建立所述中频构网型风电机组的控制系统中每一控制器的频域线性化模型；整合所有控制器的频域线性化模型，得到所述控制系统的频域线性化模型；根据所述主电路的频域线性化模型和所述控制系统的频域线性化模型，得到所述中频构网型风电机组的阻抗模型。
46、在上述实施例的基础上，本发明又一实施例提供了一种终端设备，所述终端设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的中频构网型风电机组的阻抗模型构建方法。
47、在上述实施例的基础上，本发明又一实施例提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的中频构网型风电机组的阻抗模型构建方法。
48、在上述实施例的基础上，本发明又一实施例提供了一种中频构网型风电机组的谐振稳定分析方法，包括：
49、获取中频构网型风电机组的扰动频率；
50、根据所述扰动频率，确定所述扰动频率对应的端口电流扰动向量和所述扰动频率对应的端口电压扰动向量；
51、将所述扰动频率、所述扰动频率对应的端口电流扰动向量和所述扰动频率对应的端口电压扰动向量代入中频构网型风电机组的阻抗模型中，求解得到在所述扰动频率下中频构网型风机的阻抗值；
52、根据所述阻抗值，对所述中频构网型风电机组所在系统进行谐振稳定分析；
53、其中，所述中频构网型风电机组的阻抗模型根据上述发明实施例所述的阻抗模型构建方法进行构建得到。
54、相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：
55、本发明获取中频构网型风电机组的主电路拓扑结构图和控制系统框图；根据所述主电路拓扑结构图，建立所述中频构网型风电机组的主电路的频域线性化模型；根据所述控制系统框图，建立所述中频构网型风电机组的控制系统中每一控制器的频域线性化模型；整合所有控制器的频域线性化模型，得到所述控制系统的频域线性化模型；根据所述主电路的频域线性化模型和所述控制系统的频域线性化模型，得到所述中频构网型风电机组的阻抗模型。本发明根据中频构网型风电机组的主电路拓扑结构图和控制系统框图，建立中频构网型风电机组的阻抗模型，将复杂的风电机组划分为主电路部分和控制系统部分，分别针对主电路部分和控制系统部分建立频域线性化模型，再将二者的频域线性化模型结合，得到阻抗模型。本发明在针对控制系统部分建立频域线性化模型时，采用了分块处理地方式，分别建立了每个控制环节的频域线性化模型，可以方便地确定具体控制环节对风电机组整体阻抗特性地影响，也考虑了完整的控制环节，所建立的阻抗模型可以准确地反映中频构网型风电机组地等效阻抗。本发明提供了中频构网型风险机组阻抗模型的建模方法，解决了现有技术中对阻抗模型关注较少的问题，为相关工程谐振稳定特性和谐波传递特性的评估提供了支撑，为保障相关工程安全的稳定运行工作提供了技术支持。
1.一种中频构网型风电机组的阻抗模型构建方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的阻抗模型构建方法，其特征在于，所述根据所述主电路拓扑结构图，建立所述中频构网型风电机组的主电路的频域线性化模型，包括：
3.如权利要求2所述的阻抗模型构建方法，其特征在于，所述根据所述控制系统框图，建立所述中频构网型风电机组的控制系统中每一控制器的频域线性化模型，包括：
4.如权利要求3所述的阻抗模型构建方法，其特征在于，所述整合所有控制器的频域线性化模型，得到所述控制系统的频域线性化模型，包括：
5.如权利要求4所述的阻抗模型构建方法，其特征在于，所述根据所述主电路的频域线性化模型和所述控制系统的频域线性化模型，得到所述中频构网型风电机组的阻抗模型，包括：
6.如权利要求5所述的阻抗模型构建方法，其特征在于，所述主电路的频域线性化模型为：
7.一种中频构网型风电机组的阻抗模型构建装置，其特征在于，包括：数据获取模块和数据处理模块；
8.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，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中任意一项所述的中频构网型风电机组的阻抗模型构建方法。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6中任意一项所述的中频构网型风电机组的阻抗模型构建方法。
10.一种中频构网型风电机组的谐振稳定分析方法，其特征在于，包括：
