[發明專利]輻射狀直流電網穩定性判斷方法及系統

有效

• 申請號: 201510564117.7
• 申請日: 2015-09-06
• 公開（公告）號: CN105119265B
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發明（設計）人: 李巍巍;黎小林;許樹楷
• 申請（專利權）人: 南方電網科學研究院有限責任公司;中國南方電網有限責任公司電網技術研究中心
• 主分類號: H02J1/10
• 分類號: H02J1/10
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司44224
• 代理人: 黃曉慶

技術領域

本發明涉及電力系統穩定性分析領域，尤其涉及一種輻射狀直流電網穩定性判斷方法及系統。

背景技術

隨著光伏、風電等分布式可再生能源的迅速發展和電動汽車、LED等直流負荷的大量出現，為提高輸、配、用電效率、供電可靠性和電能質量、緩解輸配電走廊緊缺等問題，采用柔性直流技術組建電網的需求日益迫切。然而，由于直流電網廣泛采用電力電子換流器，不同換流器之間存在交互影響，嚴重時甚至會導致直流電網無法穩定運行。

圖1是采用輻射狀結構的直流電網示意圖。該輻射狀直流電網為N+1端，有N個直流負載或直流電源，其中直流負載可以包含電動汽車充電、LED等，直流電源可以包含光伏發電單元、風電和儲能單元等。這些直流負載和直流電源通過一臺AC/DC(Alternating Current/Direct Current，交流/直流)換流器與交流電網相連。

在圖1的結構中，向輻射狀直流電網的直流電壓由AC/DC換流器控制，N個直流負載或電源分別采用功率控制或電流控制等。由于這些光伏發電單元、電動汽車和LED等直流電源或負載通常包含電力電子換流器，隨著越來越多的直流負載或電源的接入，由于不同換流器之間的交互影響，直流電網可能出現穩定性問題。

通常在分析圖1所示直流電網換流器交互影響穩定性問題時，將直流電網視為一個整體，通過分析系統環路增益的截止頻率和相頻響應或零極點位置，來判斷直流電網穩定性。但是隨著直流電源和負載的不斷接入，系統會變得越來越復雜，對整個電網進行建模工作量越來越大，直流電網穩定性的分析需要大量的建模計算。

發明內容

基于此，有必要提供一種無需對整個電網進行建模的、簡化的輻射狀直流電網穩定性判斷方法及系統。

一種輻射狀直流電網穩定性判斷方法，包括：

獲取AC/DC換流器的類型；

根據所述AC/DC換流器的類型對所述AC/DC換流器進行建模，得到所述AC/DC換流器的輸出電壓；

根據奈奎斯特穩定判據，判斷所述輸出電壓的穩定性；

根據所述輸出電壓穩定性的判斷結果，判斷輻射狀直流電網的穩定性。

上述輻射狀直流電網穩定性判斷方法，對AC/DC換流器進行建模，得到所述AC/DC換流器的輸出電壓；并根據奈奎斯特穩定判據，判斷所述輸出電壓的穩定性；從而根據所述輸出電壓穩定性的判斷結果，判斷輻射狀直流電網的穩定性。由于不用對整個電網進行建模，能夠有效簡化直流電網穩定性的判斷方法。

一種輻射狀直流電網穩定性判斷系統，包括：

類型獲取模塊，用于獲取AC/DC換流器的類型；

輸出電壓獲取模塊，用于根據所述AC/DC換流器的類型對所述AC/DC換流器進行建模，得到所述AC/DC換流器的輸出電壓；

換流器穩定判斷模塊，用于根據奈奎斯特穩定判據，判斷所述輸出電壓的穩定性；

電網穩定判斷模塊，用于根據所述輸出電壓穩定性的判斷結果，判斷輻射狀直流電網的穩定性。

上述輻射狀直流電網穩定性判斷系統，只需要輸出電壓獲取模塊對AC/DC換流器進行建模，得到所述AC/DC換流器的輸出電壓；換流器穩定判斷模塊根據奈奎斯特穩定判據，判斷所述輸出電壓的穩定性；電網穩定判斷模塊根據所述輸出電壓穩定性的判斷結果，判斷輻射狀直流電網的穩定性。由于只需要對AC/DC換流器進行建模，不用對整個電網進行建模，能夠有效簡化直流電網穩定性的判斷系統。

附圖說明

圖1為采用輻射狀結構的直流電網示意圖；

圖2為一種實施方式的輻射狀直流電網穩定性判斷方法的流程圖；

圖3為圖2的輻射狀直流電網穩定性判斷方法的一個步驟的具體流程圖；

圖4為圖2的輻射狀直流電網穩定性判斷方法的另一個步驟的具體流程圖；

圖5為輻射狀直流電網穩定性判斷模型的結構；

圖6為圖4具體流程圖的一個更具體的流程圖；

圖7為本發明中判斷等效環路增益是否滿足奈奎斯特判據的Bode圖；

圖8為一種實施方式的輻射狀直流電網穩定性判斷系統的結構圖；

圖9為圖8的輻射狀直流電網穩定性判斷系統的一個模塊的單元結構圖；

圖10為圖8的輻射狀直流電網穩定性判斷方法的另一個模塊的單元結構圖；

圖11為圖10的單元結構的一個單元的子單元結構圖。

具體實施方式