[發(fā)明專利]基于模態(tài)分析法的直流受端電網諧波分布與諧振控制方法

有效

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• 申請日: 2019-05-06
• 公開（公告）號: CN110061517B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設計）人: 潘愛強;潘玲;張鵬;馮倩;趙勁帥
• 申請（專利權）人: 國網上海市電力公司;華東電力試驗研究院有限公司;四川大學
• 主分類號: H02J3/36
• 分類號: H02J3/36;H02J3/01
• 代理公司: 成都禾創(chuàng)知家知識產權代理有限公司 51284
• 代理人: 裴娟

本發(fā)明公開了一種基于模態(tài)分析法的直流受端電網諧波分布與諧振控制方法，包括步驟：計算直流受端電網中各元件參數(shù)的模態(tài)一階靈敏度和二階靈敏度；在元件參數(shù)變化到達臨界值之前，用一階靈敏度對比各元件參數(shù)調整對諧振抑制的能力，而當元件參數(shù)變化超過臨界值之后，用二階靈敏度對各元件參數(shù)進行對比得到抑制諧振效果其中最好的元件參數(shù)調節(jié)方式，通過此調節(jié)方式控制直流受端電網的諧振。本發(fā)明將模態(tài)一、二階靈敏度相結合，更準確地對比調整各元件參數(shù)對諧振的抑制作用，克服傳統(tǒng)模態(tài)靈敏度存在的不穩(wěn)定。

技術領域

本發(fā)明屬于電能質量技術諧波諧振領域，尤其涉及一種基于模態(tài)分析法的直流受端電網諧波分布與諧振控制方法。

背景技術

隨著跨區(qū)電網發(fā)展，國內出現(xiàn)多個直流受端城市電網。多直流饋入城市電網具有直流饋入容量大、直流落點多、電纜覆蓋率高、諧波源數(shù)量多等特點，使得諧波分布和傳導愈加復雜。受端換流站作為多直流饋入城市電網高電壓級重要諧波源，向電網注入11、13次等諧波。城市電網電纜化率很高，由于電纜對地分布電容大，在電網中易產生感容耦合，從而引發(fā)諧振、諧波放大等問題。

對于電網諧振分析，傳統(tǒng)的諧波阻抗頻率掃描法雖然可以觀測到各母線是否發(fā)生諧振以及諧振頻率，但難以得到額外的信息；無法確定哪些母線注入諧波后易激勵起諧振，諧振對哪些元件參數(shù)(并聯(lián)元件的電導或電納，以及串聯(lián)元件的電阻或電抗)的變化敏感，又與哪些元件參數(shù)沒有太大關聯(lián)。因此目前采用得更多的是模態(tài)分析理論。模態(tài)分析法通過特征值技術，可得到解耦的模態(tài)電壓與模態(tài)電流。通過對其中的參與因子與模態(tài)靈敏度進行分析，可解決上述問題。

模態(tài)靈敏度作為模態(tài)分析中的一個關鍵指標，可量化模態(tài)峰值對各元件參數(shù)的靈敏度。通常而言，元件參數(shù)的模態(tài)靈敏度越大，則調節(jié)該元件參數(shù)可更有效地抑制諧振。但傳統(tǒng)模態(tài)靈敏度存在一定的不穩(wěn)定性，即在某些情況下，調整靈敏度最大的元件參數(shù)，并非最有效的措施；而靈敏度較小的元件參數(shù)，反而可能對諧振治理更有效，從而，傳統(tǒng)模態(tài)靈敏度存在一定局限性。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種基于模態(tài)分析法的直流受端電網諧波分布與諧振控制方法，以量化各元件參數(shù)調整后對諧振峰值治理的效果，將模態(tài)一、二階靈敏度相結合，更準確地對比調整各元件參數(shù)對諧振的抑制作用，克服傳統(tǒng)模態(tài)靈敏度存在的不穩(wěn)定。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種基于模態(tài)分析法的直流受端電網諧波分布與諧振控制方法，包括以下步驟：

步驟1：計算直流受端電網中各元件參數(shù)的模態(tài)一階靈敏度和二階靈敏度；一階靈敏度為：

二階靈敏度為：

式中，σ_α|_norm為模態(tài)一階靈敏度，α為元件參數(shù)，λ_m為節(jié)點導納矩陣Y在模態(tài)m下的特征值；σ′_α|_norm為二階靈敏度；

步驟2：對于任意兩元件參數(shù)A、元件參數(shù)B，當|σ_A|＞|σ_B|，且不存在σ′_A＞σ′_B時，則調節(jié)元件參數(shù)A來控制諧振；σ_A、σ′_A分別表示元件參數(shù)A的一階靈敏度和二階靈敏度，σ_B、σ′_B分別表示元件參數(shù)B的一階靈敏度和二階靈敏度；