[發(fā)明專利]一種電力電子多饋入電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性評估方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811301257.5
• 申請日: 2018-11-02
• 公開（公告）號: CN109494764A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 辛煥海;黃銳;董煒;王冠中;朱承治
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);國網(wǎng)浙江省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發(fā)明公開了一種電力電子多饋入電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性評估方法。由電力電子多饋入電力系統(tǒng)中的電力電子設(shè)備參數(shù)分別獲得電力電子設(shè)備額定容量對角矩陣、電力電子設(shè)備有功輸出對角矩陣，進(jìn)而計算得到擴(kuò)展導(dǎo)納矩陣；根據(jù)擴(kuò)展導(dǎo)納矩陣的特征值將電力電子多饋入電力系統(tǒng)等效為n個電力電子單饋入電力系統(tǒng)，并計算得到電力電子多饋入電力系統(tǒng)的運行廣義短路比；根據(jù)電力電子多饋入電力系統(tǒng)的運行廣義短路比判斷電力電子多饋入電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性。本發(fā)明方法物理意義明確，可應(yīng)用于電力電子多饋入電力系統(tǒng)實際運行時的小干擾穩(wěn)定性評估，使電力電子多饋入電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種小干擾穩(wěn)定性評估指標(biāo)，尤其是涉及用于評估電力電子多饋入電力系統(tǒng)實際運行時的小干擾穩(wěn)定性指標(biāo)。

背景技術(shù)

電力電子設(shè)備具有很強的靈活性和可控性，被廣泛應(yīng)用于可再生能源并網(wǎng)、直流輸電等領(lǐng)域。隨著光伏、風(fēng)電等可再生能源在電力供給中比重不斷增大，更多的電力電子設(shè)備接入交流電網(wǎng)，形成了電力電子多饋入電力系統(tǒng)。多饋入系統(tǒng)中電力電子設(shè)備并網(wǎng)總?cè)萘砍掷m(xù)增加，引起交流電網(wǎng)電壓支撐能力的相對下降，交流電網(wǎng)相對變?nèi)酰瑢?dǎo)致設(shè)備間、設(shè)備與系統(tǒng)間的耦合加劇，也增加了系統(tǒng)發(fā)生振蕩的可能。

準(zhǔn)確評估電力電子多饋入電力系統(tǒng)中交流電網(wǎng)的強度，以及分析設(shè)備間的相互作用，是抑制振蕩和保證多饋入系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的必要前提。工程上常用短路比(shortcircuit ratio,SCR)來分析電力電子設(shè)備饋入交流系統(tǒng)時交流電網(wǎng)的相對強度：SCR越大，受端交流電網(wǎng)越強，系統(tǒng)越穩(wěn)定；反之系統(tǒng)越不穩(wěn)定。2016年提出的電力電子多饋入電力系統(tǒng)廣義短路比gSCR概念能夠表征電力電子多饋入電力系統(tǒng)強度，反映多饋入系統(tǒng)運行風(fēng)險，可一定程度上量化系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定裕度。它的靈敏度大小與電力電子多饋入電力系統(tǒng)的薄弱點密切相關(guān)，能夠為可再生能源機(jī)組/基地選址定容、電網(wǎng)規(guī)劃等問題提供一定支撐。

然而，電力電子多饋入電力系統(tǒng)廣義短路比gSCR是以電力電子設(shè)備的額定容量作為計算標(biāo)準(zhǔn)，屬于規(guī)劃層指標(biāo)。對于實際運行中電力電子設(shè)備的非額定工況，此時基于額定工作點的廣義短路比gSCR無法準(zhǔn)確評估非額定運行時系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性，從而限制了廣義短路比gSCR的應(yīng)用場景。因此，亟須開展研究給出能夠刻畫電力電子多饋入電力系統(tǒng)實際運行時小干擾穩(wěn)定性的評估指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種電力電子多饋入電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性評估方法。本發(fā)明相比電力電子多饋入電力系統(tǒng)廣義短路比gSCR的定義更為接近多饋入系統(tǒng)的實際運行情況，本質(zhì)上是電力電子多饋入電力系統(tǒng)廣義短路比gSCR的推廣，可應(yīng)用于電力電子多饋入電力系統(tǒng)實際運行時小干擾穩(wěn)定性評估，使電力電子多饋入電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。

本發(fā)明的技術(shù)方案采用如下步驟：

1)由電力電子多饋入電力系統(tǒng)中的電力電子設(shè)備參數(shù)分別獲得電力電子設(shè)備額定容量對角矩陣S_B、電力電子設(shè)備有功輸出對角矩陣P，并求逆得到兩個矩陣各自的逆矩陣和P^-1；由電力電子多饋入電力系統(tǒng)的受端交流電網(wǎng)通過戴維南等效得到等值導(dǎo)納矩陣B，將兩個矩陣的逆矩陣P^-1與等值導(dǎo)納矩陣B相乘得到擴(kuò)展導(dǎo)納矩陣J_eqo；

2)根據(jù)擴(kuò)展導(dǎo)納矩陣J_eqo的特征值將電力電子多饋入電力系統(tǒng)等效為n個電力電子單饋入電力系統(tǒng)，n為電力電子多饋入電力系統(tǒng)中電力電子設(shè)備的總數(shù)，一個電力電子設(shè)備對應(yīng)為一個電力電子單饋入電力系統(tǒng)，并計算得到電力電子多饋入電力系統(tǒng)的運行廣義短路比OgSCR；

3)根據(jù)電力電子多饋入電力系統(tǒng)的運行廣義短路比OgSCR判斷電力電子多饋入電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定性。

所述步驟2)中，具體為：

2.1)通過對擴(kuò)展導(dǎo)納矩陣J_eqo進(jìn)行特征值分解，得到擴(kuò)展導(dǎo)納矩陣J_eqo的特征值矩陣Λ；