本发明主要针对光伏和储能设备接入铁路牵引供电系统下的单相变流器的稳定性进行分析，提出一种影响构网型单相变流器稳定性的控制参数整定方法。
背景技术：
1、随着能源、交通行业的快速发展，使得光伏和储能设备构成的新能源发电系统接入铁路牵引供电系统成为未来的主要发展趋势。不同于三相电力系统供电方式，电气化铁路牵引供电系统采用单相ac27.5kv方式，光伏和储能设备基于单相变流器(dc/ac)和变压器接入单相ac27.5kv牵引供电母线较为适配，是未来光伏和储能设备接入铁路牵引供电系统的主要技术路线之一。单相变流器作为光伏和储能设备接入电气化铁路牵引供电系统的核心设备和关键环节，能否稳定运行直接决定系统运行的可靠性和安全性，甚至影响光伏和储能设备接入电气化铁路牵引供电系统的进程。
2、在现有技术中，主要聚焦含高比例新能源三相电力系统下三相变流器稳定性进行研究，而关于单相变流器的稳定性研究较少。现有技术中关于变流器的稳定性研究多聚焦在定性分析上，无法精准判断控制参数和线路参数对系统稳定性的量化影响，也没有给出参数的稳定阈值，对于如何选择合适的参数来提高系统的稳定性带来应用障碍，使得实际指导意义不足。
3、公布号为cn116799861a的发明专利公开了“构网型双面光伏系统控制器参数优化方法、系统及设备”，该专利中虽然给出了控制器参数优化方法以及优化的参数，但仍以三相变流器为研究对象，该专利中在对系统整体的状态空间模型构建时，着重研究光伏并对光伏进行建模，并且是基于vsg控制策略进行系统的建模。在对系统稳定性的影响分析时，只分析了光照强度变化对系统稳定性的影响，忽略了其他影响因素，对于影响稳定性的控制参数的优化并不全面，并且也没有给出明确的参数稳定范围。
技术实现思路
1、本发明针对光伏和储能设备接入铁路牵引供电系统的拓扑结构中的构网型单相变流器的稳定性进行研究，全面分析了系统各环节的参数变化对系统稳定性的影响，在分析时还引入了参与因子，可以清晰看到各个状态变量对稳定性的影响，据此找出影响稳定性的主导状态变量，并给出了控制参数运行稳定状态下的范围，对于系统稳定性的提升具有现实指导意义。
2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：
3、一种影响构网型单相变流器稳定性的控制参数整定方法，包括如下步骤：
4、步骤1)构建构网型单相变流器全阶模型，全阶模型基于下垂控制的功率外环、电压电流双闭环、lc滤波环节和通讯延时环节所构建；
5、步骤2)基于全阶模型的状态矩阵a，计算状态矩阵a的特征根；
6、步骤3)根据特征根的根轨迹分布判断系统的稳定性，并基于全阶模型下所计算出的特征根求解出对应的参与因子，参与因子用于反映出系统各个状态变量对各个特征根的参与程度；
7、步骤4)基于参与因子大小，结合单相变流器的实例仿真结果，确定电网不同强弱程度下影响系统稳定性的主导状态变量；
8、步骤5)分别针对功率环、电压环、电流环、lc滤波环节和通讯延时环节各自对应的主导状态变量进行分析，通过改变各个主导状态变量的大小，观察根轨迹的变化，从而获得各个主导状态变量在电网不同强弱程度下的取值范围；
9、步骤6)根据步骤5)中各个主导状态变量在电网不同强弱程度下的取值范围变化，确定将出功率下垂系数和线路阻抗作为单相变流器提高稳定性的优化目标参数，后续根据优化目标参数在弱电网下的取值范围，对单相变流器的稳定性进行控制。
10、进一步，所述全阶模型的状态矩阵a如下：
11、
12、状态矩阵a中，各个参数含义如下：
13、vod0为d轴电压在稳定工作点处的值，voq0为q轴电压在稳定工作点处的值，lg为线路电感，rf为电阻，kip为电流环的比例系数，lf为滤波电感，cf为滤波电容，f为电流前馈系数，rg为线路电阻，ω为变流器输出角频率，ωc为低通滤波器的截止频率，kvp表示电压环的比例系数，θ为功率环产生的角频率ω积分后的角度，iod0为d轴电流在稳定工作点处的值，ioq0为q轴电流在稳定工作点处的值，kvi表示电压环的积分系数，kii表示电流环的积分系数，mp为有功下垂系数，ild0为滤波电感电流d轴在稳定工作点处的值，ilq0为滤波电感电流q轴在稳定工作点处的值，nq为无功下垂系数，τ为延时时间常数。
14、进一步，所述步骤4)中，电网的强弱程度用短路比scr表示，当0.1<scr<1表示处于极弱电网下，当1≤scr≤3表示处于弱电网下，当3<scr<8.5表示处于强电网下；所确定出的影响系统稳定性的主导状态变量如下：kip、kii、kvp、kvi、ωc、τ、mp、nq、lg、rg。
15、进一步，所述步骤5)中，各个主导状态变量在电网不同强弱程度下的取值范围如下：
16、
17、本发明在对构网型单相变流器的稳定性分析时，充分考虑了功率环、电压环、电流环、线路阻抗等环节的参数变化对系统稳定性的影响，并且还在稳定性分析时引入了参与因子，可以清晰看到各个状态变量对稳定性的影响，据此可以快速找出主导状态变量，便于提升系统稳定性；另外，本发明还考虑到列车实际运行过程中，当线路阻抗发生变化时，短路比scr也会改变，为此本发明还推导出了不同scr情况下的系统参数稳定运行范围，便于选择出合适的优化目标参数来提高系统的稳定性，相比于现有技术所给出的方法，更具有实际指导意义。
1.一种影响构网型单相变流器稳定性的控制参数整定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种影响构网型单相变流器稳定性的控制参数整定方法，其特征在于：所述全阶模型的状态矩阵a如下：
3.根据权利要求2所述的一种影响构网型单相变流器稳定性的控制参数整定方法，其特征在于：所述步骤4)中，电网的强弱程度用短路比scr表示，当0.1<scr<1表示处于极弱电网下，当1≤scr≤3表示处于弱电网下，当3<scr<8.5表示处于强电网下；所确定出的影响系统稳定性的主导状态变量如下：kip、kii、kvp、kvi、ωc、τ、mp、nq、lg、rg。
4.根据权利要求3所述的一种影响构网型单相变流器稳定性的控制参数整定方法，其特征在于：所述步骤5)中，各个主导状态变量在电网不同强弱程度下的取值范围如下：
