[發明專利]一種并網換流器大信號穩定性分析方法、裝置及存儲介質

在審

• 申請號: 202210859449.8
• 申請日: 2022-07-21
• 公開（公告）號: CN115085269A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 陸秋瑜;楊銀國;伍雙喜;朱譽;向麗玲;楊璧瑜;華威;駱曉明
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司;廣東電網有限責任公司電力調度控制中心
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 李妙芬

本發明公開了一種并網換流器大信號穩定性分析方法、裝置及存儲介質，其中方法包括：基于并網換流器的系統空間模型，建立并網換流器的系統狀態空間方程；基于T?S模糊理論,根據并網換流器的系統狀態空間方程建立并網換流器的狀態空間模型；基于T?S模糊理論的穩定性定理，根據狀態空間模型構建并網換流器的李雅普諾夫函數，將李雅普諾夫函數的每一個維度投影至二維狀態空間平面，得到李雅普諾夫大信號的穩定吸引域；計算穩定吸引域的仿射角，當仿射角滿足預設條件時，根據仿射角計算得到并網換流器的穩定性強度，根據穩定性強度得到并網換流器的大信號穩定性分析結果。本發明能夠有效提高并網換流器的大信號穩定性分析的準確性和可靠性。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，尤其是涉及一種并網換流器大信號穩定性分析方法、裝置及存儲介質。

背景技術

兩次工業革命的進步伴隨著不僅僅是人口的快速增長和經濟迅速發展，還加劇了以煤、石油、天然氣等傳統一次能源的消耗。與此同時所帶來的環境和能源問題，成為人類可持續發展的阻礙。據統計：近年來一次能源消耗平均增速1.5％，而卻在2018年增長了2.9％，碳排放增速也達到了最高水平。中國、美國和印度共貢獻全球能源需求增長的三分之二。全球發電量增長3.7％，其中中國超過一半的貢獻，煤炭以38％的發電占比穩居第一?？稍偕茉丛鲩L14.5％。盡管其7100萬噸油的增量十分接近2017年的創新記錄高位，其中風能發電增長3200萬噸油當量穩居第一，太陽能發電增長3000萬噸油當量其次。這一速度仍略低于歷史平均水平。我國依然作為最大的能源消費國，卻擁有遠低于全球平均水平的化石能源儲產比，令人擔憂。石油消費增長1.5％，其中中國和美國是最主要的增長來源，加劇了能源短缺。同時，環境、霧霾等社會問題逐漸突出，因此傳統以化石能源為主的發展模式難以為繼，必須走清潔低碳的發展之路，并網風電、并網太陽能發電等清潔可再生能源帶來了可能。

目前，我國風電和光伏發電發展迅猛。截止到2019年底，風電裝機容量2.1億千瓦、光伏發電裝機容量2.04億千瓦，分別同比增長14.0％和17.3％；風電和光伏首次“雙雙”突破2億千瓦，領跑全球。在風電和光伏發電領域，三相并網換流器是其中關鍵組成部分，它能處于整流或逆變過程，實現與電網之間的能源傳遞和轉換，其穩定性直接關系到并網系統的可靠運行。然而，隨著大規模如風電、光伏等大規模電力電子裝置的接入，有關并網換流器系統穩定性問題被廣泛報道。目前，根據故障模式，系統穩定性分析可分為兩種類型：小信號穩定性和大信號穩定性，針對并網換流器的小信號穩定性研究較多，然而即使初始和終端平衡點是小信號穩定的，但這并不意味著系統在這兩個平衡點的瞬態過程中是大信號穩定的，因此對于并網換流器的大信號穩定性研究非常有必要。

現有的并網換流器大信號穩定性分析方法主要為：引入T-S模糊模型理論來構造李雅普諾夫函數并計算穩定域，通過系統狀態空間方程構造李雅普諾夫函數并計算穩定域。但是由于每一種參數和故障條件下會構造出不同的李雅普諾夫函數，這些函數可能是高維空間的超平面，導致并網換流器大信號穩定性分析的準確性較低。

本發明實施例基于T-S模糊理論建立可靠的并網換流器的狀態空間模型，并采用仿射變換將并網換流器的李雅普諾夫函數投影至同一空間，實現將高維空間的超平面等效映射到低維空間，從而能夠快速、準確地在不同的參數和故障條件下，分析并網換流器的大信號穩定性。

進一步的，本發明實施例通過以能量函數為基礎模型，利用仿射變換和解析幾何理論對同一高維空間的穩定域進行映射分解，使得其能夠在二維平面空間中，都能以原點為中心實現橢圓面積區域的比較，且本發明實施例通過定義穩定強度以及仿射角兩個關鍵性能指標，能夠有效提高并網換流器大信號穩定性分析的準確性和可靠性。

發明內容

本發明提供一種并網換流器大信號穩定性分析方法、裝置及存儲介質，以解決現有的并網換流器大信號穩定性分析方法的對大信號穩定性分析的準確性較低的技術問題。

本發明的實施例提供了一種并網換流器大信號穩定性分析方法，包括：