[發明專利]計及靜止同步串聯補償器的電網側等效阻抗建模方法

有效

• 申請號: 201811549201.1
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109687461B
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 朱淼;徐莉婷;侯川川;李錚釗;蔡旭
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

本發明提供了一種計及靜止同步串聯補償器的電網側等效阻抗建模方法，包括：SSSC運行阻抗建模步驟：根據SSSC的拓撲特征在頻域內對SSSC小信號的控制環節的控制回路進行諧波線性化，利用線性化的結果得到SSSC運行狀態下電網諧波電壓擾動引起的電流響應，計算得到SSSC運行阻抗；計及SSSC的電網側等效阻抗建模步驟：將目標電網側阻抗模型簡化為等效電路，得到所述等效電路的線路阻抗，將所述線路阻抗與所述SSSC運行阻抗相加得到計及靜止同步串聯補償器的電網側等效阻抗。本發明對電網中SSSC的運行阻抗建立的阻抗模型非常精確；減少了現有的傳統電網側等效模型的偏差。

技術領域

本發明涉及交流輸配電領域，具體地，涉及計及靜止同步串聯補償器的電網側等效阻抗建模方法。

背景技術

堅持“節約、清潔、安全”的戰略方針，加快構建清潔、高效、安全、可持續的現代能源體系，是我國能源發展的總體戰略。大幅提高非化石能源電力占比，形成非化石能源為主的電源結構，是實現能源轉型的主要支撐，也是電力系統轉型、建設新一代電力系統的重要標志。風力發電作為一種先進、成熟的可再生能源利用形式，是我國發展清潔低碳能源、調整能源結構的重要手段，近年來得到持續、快速發展。與傳統發電機不同，風、光等可再生能源發電均通過電力電子裝置并入電網，其多時間尺度的控制特性與電網自身特征相互作用，將可能引發次同步到諧波頻段內傳統電力系統中沒有的控制不穩定和振蕩問題。近幾年，這類問題已經在電網中逐步凸顯，并且波及的范圍越來越廣，造成的后果越來越嚴重。2015年新疆哈密風電匯集地區多次發生次/超同步振蕩現象，甚至引發距離幾百公里以外的多臺火電機組扭振保護動作跳機。此外，在吉林通榆、河北沽源等風電基地，也曾多次發生類似的振蕩問題。

針對此類振蕩問題，目前的解決手段是利用阻抗分析方法，通過控制裝備的輸出阻抗特性改變振蕩頻率處的并網逆變器、電網總阻抗。在阻抗分析方法中并網逆變器與弱電網視為系統的兩部分，結合各部分的拓撲、控制和參數建立阻抗模型，再選用奈奎斯特穩定性判據辨別可再生能源并網的穩定性。在現有的電網阻抗分析中，傳統的方法只考慮電網線路阻抗Z_g，將電網側阻抗直接等效為Z_g，電網側等效阻抗原理如圖1所示。在包含靜止同步串聯補償器(static synchronous series compensator,SSSC)的電力系統中，這種電網側等效阻抗忽視了SSSC帶來的阻抗變化，其簡化等效模型已經與實際運行場景不符，含SSSC的電網簡化圖如圖2所示，圖中U_dc為恒定直流源，T為接入變壓器，其變比為n:1。在含有SSSC的電力系統中，傳統的電網側等效阻抗模型受到SSSC運行阻抗的影響，其原有的阻抗分析模型隨之發生變化。這種情況下，為了使系統阻抗模型更加貼近真實的電網阻抗，需要利用新的建模方法，建立計及SSSC的電網阻抗模型。

綜上，電網側的等效阻抗不僅需要考慮遠距離傳輸線路，在包含SSSC的系統中，由SSSC引入的阻抗不能忽略，尤其是SSSC具備電力電子特性，其阻抗成因復雜，傳統的電網側等效阻抗模型已不再完全適用。因此，計及SSSC的電網側等效阻抗建模方法，有利于對含有SSSC系統的電網側阻抗模型進行修正，減少傳統電網側等效阻抗的偏差。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種計及靜止同步串聯補償器的電網側等效阻抗建模方法。

根據本發明提供的一種計及靜止同步串聯補償器的電網側等效阻抗建模方法，包括：

SSSC運行阻抗建模步驟：根據SSSC的拓撲特征在頻域內對SSSC小信號的控制環節的控制回路進行諧波線性化，利用線性化的結果得到SSSC運行狀態下電網諧波電壓擾動引起的電流響應，計算得到SSSC運行阻抗；

計及SSSC的電網側等效阻抗建模步驟：將目標電網側阻抗模型簡化為等效電路，得到所述等效電路的線路阻抗，將所述線路阻抗與所述SSSC運行阻抗相加得到計及靜止同步串聯補償器的電網側等效阻抗。