10、基于GFL - IBR的解析建模与分析

基于GFL - IBR的解析建模与分析

1. 解析建模概述

在电力系统研究中，构建合适的模型对于分析逆变器型资源（IBR）的动态特性和稳定性至关重要。解析模型是一种常用的建模方式，它可以直接或通过雅可比线性化得到线性时不变（LTI）模型。解析模型也被称为“基于相量的模型”，在工业中也叫基于均方根（RMS）的模型。与通过扰动系统和处理输入输出数据获得线性模型的方法相比，解析模型构建和雅可比线性化能更高效地得到LTI模型。

构建解析模型主要有两种方法：
- 方法一 ：通过帧转换将电磁暂态（EMT）模型转换为解析模型，这种模型能保留所有控制细节。
- 方法二 ：基于简化假设直接构建线性模型，在反映电压和无功功率的模型中，只保留电压和无功功率的关系。

2. 简化线性模型

2.1 模型假设

在这个简化线性模型中，忽略了输电线路电磁动态、内部电流控制和锁相环（PLL）动态。重要假设是用于控制的dq帧与公共连接点（PCC）电压完全对齐，将IBR在电路层面视为电流源，主要考虑GFL的外部控制以及有功功率、无功功率、电压与dq电流的代数关系。电流控制和PLL的影响建模为从电流指令到电流测量的一阶滞后单元，时间常数典型参数为20ms，会随电网强度变化。

2.2 电流与PCC电压关系

在dq参考帧中，PCC电压、电流和电网电压有如下关系：
- (vd + jvq = (jX)(id + jiq)+ \overline{V∞})
假设PCC电压领先无穷大母线一个角度(\delta)，则：