[發明專利]適用于新能源并網系統的實時穩定控制裝置

有效

• 申請號: 202010347260.1
• 申請日: 2020-04-28
• 公開（公告）號: CN111525612B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 馮雙;王克;雷家興;湯奕
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02J3/01
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種適用于新能源并網系統的實時穩定控制裝置，其特征在于：安裝于新能源電站及其待接入電力系統之間，包括串聯電壓注入電路、并聯電流注入電路、電量采集電路和實時控制器，所述串聯電壓注入電路具有連接至所述新能源電站的第一功率端口和連接至所述待接入電力系統的第二功率端口，并通過第一和第二功率端口實現串聯電壓的注入；所述并聯電流注入電路具有連接至所述第一功率端口或所述第二功率端口的第三功率端口，并通過所述第三功率端口實現并聯電流的注入；所述串聯電壓與新能源電站側的電壓串聯后等于待接入電力系統側的電壓；所述并聯電流與新能源電站側的電流并聯后等于待接入電力系統側的電流，所述實時控制器周期性地執行如下步驟：

1))根據掃頻諧波計算模塊，計算串聯電壓注入電路需注入的初始諧波電壓u_s0、并聯電壓注入電路需注入的初始諧波電流i_p0，根據u_s0和i_p0分別產生參考電壓信號u_s^*和參考電流信號i_p^*，以使串聯電壓注入電路響應于u_s^*而注入與u_s0相同的串聯電壓，且使并聯電流注入電路響應于i_p^*而注入與i_p0相同的并聯電流；

2)從所述電量采集電路獲取新能源電站側的電壓u_x和電流i_x、待接入電力系統的電壓u_g和電流i_g；

3)根據u_x和i_x計算出新能源電站的等效阻抗Z_x；根據u_g和i_g計算出待接入電力系統的等效阻抗Z_g；

4)根據Z_x和Z_g確定并網系統等效阻抗，并找出所述并網系統等效阻抗的所有N個弱阻尼極點對應的N個頻率區間：[f_minn，f_maxn]，n＝1,2,3,……,N；所述弱阻尼極點為使Z_x+Z_g的虛部過零點處的阻尼比小于閾值δ_min的極點；

5)根據所述N個頻率區間確定串聯矯正阻抗Z_s和并聯矯正阻抗Z_p；

具體包括：

5.1)設定串聯矯正阻抗Z_s由N個串聯阻抗Z_sn串聯構成，n＝1,2,……,N，且Z_sn是以頻率f為自變量的復變函數，滿足：

5.2)設定并聯矯正阻抗Z_p由N個并聯阻抗Z_pn并聯構成，且Z_pn是以頻率f為自變量的復變函數，滿足：

5.3)根據以下約束條件a)和b)求解Z_s和Z_p：

a)并網系統等效阻抗的阻尼比在第n個頻率區間[f_minn，f_maxn]內不低于閾值δ_min，即：

若串聯電壓注入電路靠近新能源電站、并聯電流注入電路靠近待接入電力系統，即所述第三功率端口連接至所述第二功率端口，則Z_x1n+Z_g在頻率區間[f_minn，f_maxn]的虛部過零點處的阻尼比不低于閾值δ_min，其中，Z_x1n滿足：

若串聯電壓注入電路靠近待接入電力系統、并聯電流注入電路靠近新能源電站，即所述第三功率端口連接至所述第一功率端口，則Z_x+Z_g1n在頻率區間[f_minn，f_maxn]內的虛部過零點處的阻尼比不低于閾值δ_min，其中，Z_g1n滿足：

b)并網系統等效阻抗的阻尼比在整個頻率范圍[f_min，f_max]內均不低于閾值δ_min，即：

若串聯電壓注入電路靠近新能源電站、并聯電流注入電路靠近待接入電力系統，即所述第三功率端口連接至所述第二功率端口，則Z_x1+Z_g在頻率范圍[f_min，f_max]內的所有虛部過零點處的阻尼比均比不低于閾值δ_min，其中，Z_x1滿足：

若串聯電壓注入電路靠近待接入電力系統、并聯電流注入電路靠近新能源電站，即所述第三功率端口連接至所述第一功率端口，則Z_x+Z_g1在頻率范圍[f_min，f_max]內的所有虛部過零點處的阻尼比均不低于閾值δ_min，其中，Z_g1滿足：

6)分別從u_x、i_x、u_g和i_g中對應提取擾動信號△u_x、△i_x、△u_g和△i_g；

7)根據u_s0、i_p0、△u_x、△i_x、△u_g、△i_g、Z_s和Z_p計算串聯電壓注入電路實際需注入的電壓u_s、并聯電流注入電路實際需注入的電流i_p；8)根據u_s和i_p分別調節u_s^*和i_p^*，以使串聯電壓注入電路響應于經調節的u_s^*而注入與u_s相同的串聯電壓，且使并聯電流注入電路響應于經調節的i_p^*而注入與i_p相同的并聯電流。