[發(fā)明專利]用于多饋入電力電子系統(tǒng)中STATCOMS最佳放置的度量方法

在審

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• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111446722A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊建華;孫維真;周泰斌;葉琳;孫景釕;張靜;鄭昌庭;周正陽;楊瀅;周靖皓;李琦;趙碚;項(xiàng)燁鋆;胡長洪;劉津源
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司溫州供電公司;國網(wǎng)浙江省電力有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18
• 代理公司: 杭州華鼎知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33217
• 代理人: 歐陽俊

本發(fā)明公開了用于多饋入電力電子系統(tǒng)中STATCOMS最佳放置位置獲得方法。通過采用基于阻抗的方法對結(jié)構(gòu)保持多饋入電力電子系統(tǒng)模型進(jìn)行建模，得到網(wǎng)絡(luò)側(cè)和設(shè)備側(cè)的結(jié)構(gòu)保持阻抗矩陣，從而得到結(jié)構(gòu)保持多饋入電力電子系統(tǒng)的閉環(huán)模型特征方程。由結(jié)構(gòu)保持多饋入電力電子系統(tǒng)的最弱特征值的左右特征向量，得到STATCOM的阻抗矩陣中任意參數(shù)與最弱特征值的靈敏度。推導(dǎo)出的靈敏度可以證明STATCOM的位置對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。基于此，提出了一種指標(biāo)用于指導(dǎo)STATCOM在結(jié)構(gòu)保持多饋入電力電子系統(tǒng)中的最佳放置方法。本發(fā)明提出的衡量STATCOM放置優(yōu)先級的度量參數(shù)qi′計算簡單，可應(yīng)用于多饋入電力電子系統(tǒng)中STATCOM最佳放置的判斷，使多饋入電力電子系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣信息技術(shù)領(lǐng)域，具體為用于多饋入電力電子系統(tǒng)中 STATCOMS最佳放置的度量方法。

背景技術(shù)

通常通過電力電子設(shè)備(PED)連接到交流電網(wǎng)的可再生能源的日益普及正在改變電力系統(tǒng)的特性，因?yàn)镻ED顯示出與同步發(fā)電機(jī)不同的特性。特別是在中國，通過高電網(wǎng)阻抗(即弱電網(wǎng))的長距離輸電線路，存在位于偏遠(yuǎn)地區(qū)的可再生能源發(fā)電基地的大規(guī)模集成。當(dāng)連接到弱電網(wǎng)時，多饋入電力電子系統(tǒng)，即集成到交流電網(wǎng)中的多個PED，將遭受潛在的小信號穩(wěn)定性問題。

為了防止這些問題，安裝靜態(tài)同步補(bǔ)償器(STATCOM)是一種潛在的方法，它不僅可以提供無功功率支持，還可以提高小信號穩(wěn)定性。先前的工作通常將可再生能源簡化為連接到交流電網(wǎng)的PED，即單饋入電力電子系統(tǒng)(單饋入電力電子系統(tǒng))，以設(shè)計STATCOM的控制參數(shù)。然而，很少有工作討論STATCOM 在保持結(jié)構(gòu)的多饋入電力電子系統(tǒng)中的最佳放置問題，以增強(qiáng)小信號穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供用于多饋入電力電子系統(tǒng)中STATCOMS最佳放置的度量方法，用于在結(jié)構(gòu)保留多饋入電力電子系統(tǒng)中最佳放置STATCOM，以改善小信號穩(wěn)定性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：用于多饋入電力電子系統(tǒng)中STATCOMS最佳放置的度量方法，通過采用基于阻抗的方法對結(jié)構(gòu)保持多饋入電力電子系統(tǒng)閉環(huán)模型進(jìn)行建模，得到網(wǎng)絡(luò)側(cè)和設(shè)備側(cè)的結(jié)構(gòu)保持阻抗矩陣，再得到結(jié)構(gòu)保持多饋入電力電子系統(tǒng)的閉環(huán)模型特征方程；

由結(jié)構(gòu)保持多饋入電力電子系統(tǒng)的最弱特征值s_w的左右特征向量v′,u′，得到STATCOM的阻抗矩陣εY_r中任意參數(shù)k^ith與最弱特征值s_w的靈敏度，從而得到衡量多饋入電力電子系統(tǒng)中STATCOM放置優(yōu)先級的度量參數(shù)qi′，較大的qi′表示第i個總線上的STATCOM對多饋入電力電子系統(tǒng)的穩(wěn)定性有較大的影響，即第i個總線更適合用于STATCOM；否則，如果qi′較小，則不建議將STATCOM 放置在第i個總線上。

優(yōu)選的，所述結(jié)構(gòu)保持多饋入電力電子系統(tǒng)閉環(huán)模型特征方程為以下公式：

det(C(s))＝det(Y′_nets+Y′_PEDs)＝0

其中，C(s)∈R^n×n是閉環(huán)傳遞函數(shù)矩陣，Y′_nets是網(wǎng)絡(luò)側(cè)阻抗矩陣，Y′_PEDs是設(shè)備側(cè)阻抗矩陣，det表示矩陣的行列式。

優(yōu)選的，所述的多饋入電力電子系統(tǒng)中STATCOM的阻抗矩陣εY_r中任意參數(shù)k^ith與最弱特征值s_w的靈敏度的推導(dǎo)具體采用以下方式：

1)由閉環(huán)傳遞函數(shù)矩陣C(s)，求出多饋入電力電子系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)減少閉環(huán)傳輸矩陣C_red(s)，僅保留電力電子設(shè)備的終端節(jié)點(diǎn)，C_red(s)中包含擴(kuò)展導(dǎo)納矩陣Y_eq；