[發(fā)明專(zhuān)利]柔性直流配電系統(tǒng)低頻振蕩機(jī)理的分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010276802.0
• 申請(qǐng)日: 2020-04-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111400980A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭克;李海榮;魏智宇;王琳;李喜東;劉磊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/3308
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/3308;H02J1/00;G06F111/10
• 代理公司: 濟(jì)南誠(chéng)智商標(biāo)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

本發(fā)明公開(kāi)了一種柔性直流配電系統(tǒng)低頻振蕩機(jī)理的分析方法，包括以下步驟：步驟1：根據(jù)直流電壓控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，建立其等效物理電路模型；步驟2：建立柔性直流配電系統(tǒng)的物理電路模型；步驟3：對(duì)直流電壓控制系統(tǒng)的等效物理電路模型和柔性直流配電系統(tǒng)的物理電路模型進(jìn)行仿真對(duì)比；步驟4：基于等效物理電路模型，利用其電路動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬柔性直流配電系統(tǒng)的受擾過(guò)程；步驟5：忽略掉直流線(xiàn)路，將等效物理電路模型降為二階等效物理電路模型；步驟6：求解二階等效物理電路模型的微分方程，得到振蕩頻率的解；步驟7：根據(jù)振蕩頻率的解得到分析結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種柔性直流配電系統(tǒng)低頻振蕩機(jī)理的分析方法，屬于直流配電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著分布式電源、儲(chǔ)能系統(tǒng)和多元化交直流負(fù)荷的接入，配電網(wǎng)從靜態(tài)運(yùn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活的、可主動(dòng)運(yùn)行的“智能”結(jié)構(gòu)，柔性直流配電系統(tǒng)能夠有效減少變流環(huán)節(jié)，提高分布式電源接納能力和能源利用率，可以實(shí)現(xiàn)換流站有功、無(wú)功功率的獨(dú)立解耦控制，更加適合現(xiàn)代配電系統(tǒng)的發(fā)展。但柔性直流配電系統(tǒng)大多采用電力電子換流裝置，呈現(xiàn)低慣性弱阻尼特性，易引發(fā)振蕩甚至誘發(fā)失穩(wěn)，而其作為直接向負(fù)荷供電的載體，電壓穩(wěn)定性又尤為重要。此外，柔性直流配電系統(tǒng)存在較長(zhǎng)距離的直流線(xiàn)路以及與交流系統(tǒng)多端互聯(lián)等較為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，振蕩及穩(wěn)定問(wèn)題更為復(fù)雜，從本質(zhì)上可以理解為柔性互聯(lián)裝置、電力電子接口電源與負(fù)荷以及交直流線(xiàn)路等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間交互有功功率的動(dòng)態(tài)問(wèn)題，其穩(wěn)定性很大程度上由電力電子控制器而非傳統(tǒng)電源的機(jī)械-電氣動(dòng)態(tài)決定，同時(shí)，柔性互聯(lián)裝置控制系統(tǒng)與交直流線(xiàn)路、恒功率負(fù)荷、濾波電容等相互作用易誘發(fā)振蕩，振蕩及其穩(wěn)定機(jī)理還有待深入探索。

振蕩極易引發(fā)穩(wěn)定問(wèn)題，目前，對(duì)柔性直流配電系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究多采用時(shí)域仿真法、頻域分析法、直接法等，或進(jìn)行聯(lián)合論證分析。時(shí)域仿真方法通過(guò)計(jì)算特征根分布可以給出系統(tǒng)穩(wěn)定性相關(guān)結(jié)論，或者利用數(shù)值積分方法進(jìn)行時(shí)域仿真，給出狀態(tài)量隨時(shí)間變化的振蕩曲線(xiàn)，可以定性給出穩(wěn)定或者不穩(wěn)定的結(jié)論，還可以定量分析振蕩過(guò)渡時(shí)間以及超調(diào)量等信息；直接法可以直觀(guān)的獲取系統(tǒng)的穩(wěn)定邊界或者吸引域；頻域分析法一般基于奈奎斯特判據(jù)或者擴(kuò)展的禁區(qū)判據(jù)來(lái)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。

目前分析方法大多采用傳統(tǒng)分析方法，尤其以頻域分析方法為主，但仍難以適用于目前柔性直流配電系統(tǒng)隨機(jī)性以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜等特性，較少利用時(shí)域解析形式分析振蕩機(jī)理，無(wú)法直觀(guān)的刻畫(huà)影響因素與低頻振蕩的本質(zhì)關(guān)聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上方法存在的不足，本發(fā)明提出了一種柔性直流配電系統(tǒng)低頻振蕩機(jī)理的分析方法，其通過(guò)對(duì)柔性直流配電系統(tǒng)低頻振蕩機(jī)理進(jìn)行分析，為系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整提供依據(jù)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種柔性直流配電系統(tǒng)低頻振蕩機(jī)理的分析方法，包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)直流電壓控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，建立其等效物理電路模型；

步驟2：建立柔性直流配電系統(tǒng)的物理電路模型；

步驟3：對(duì)直流電壓控制系統(tǒng)的等效物理電路模型和柔性直流配電系統(tǒng)的物理電路模型進(jìn)行仿真對(duì)比；

步驟4：基于等效物理電路模型，利用其電路動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬柔性直流配電系統(tǒng)的受擾過(guò)程；

步驟5：忽略掉直流線(xiàn)路，將等效物理電路模型降為二階等效物理電路模型；

步驟6：求解二階等效物理電路模型的微分方程，得到振蕩頻率的解；

步驟7：根據(jù)振蕩頻率的解得到分析結(jié)果。

作為本實(shí)施例一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在步驟1中，在忽略?xún)?nèi)環(huán)控制的情況下，直流電壓控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型表示為：