[發明專利]電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷方法及裝置

在審

• 申請號: 202211641021.2
• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN116014755A
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 陳磊;陳驍;趙博元;譚貝斯;閔勇;袁崢;李魯陽;張傳云;徐飛
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司華北分部;清華大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;G06F17/10;H02J3/01;H02J3/00;H02J3/26
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 謝志超

本發明實施例提供一種電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷方法及裝置，該方法包括：計算系統平衡點參數驗證平衡點是否存在；平衡點存在，基于電力電子接口電源小擾動同步穩定性分析框架計算阻尼系數和同步系數；根據包含功率環的電力電子接口電源小擾動頻域線性化模型計算附加復轉矩系數；計算附加阻尼系數和附加同步系數；計算系統總阻尼系數，系統總同步系數及系統總復轉矩系數；計算修正阻尼系數、修正同步系數及修正復轉矩系數；根據修正阻尼系數及修正同步系數或根據修正復轉矩系數進行電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷。本發明實施例減小了同步性穩定分析的計算量，并實現了同步穩定分析解析化。

技術領域

本發明實施例涉及電力電子技術領域，具體涉及一種電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷方法及裝置。

背景技術

隨著風電、光伏等可再生能源的滲透率不斷提高，大容量直流工程持續投運，新型電力系統穩定問題凸顯，進行電力電子接口電源穩定在線判斷，對于新形態下電網安全穩定運行具有重要意義。

當前電力電子接口電源并網小擾動同步穩定判定主要有特征值分析法和阻抗法。特征值分析法需要建立系統詳細的特征值方程，建模、分析過程復雜，對于高階系統容易出現“維數災”問題。阻抗法基于端口量測數據進行，無法分析系統內部控制環節對系統穩定性的影響，因而難以揭示新型電力系統小擾動同步穩定機理，不利于提高系統穩定性。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明實施例提供一種電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷方法及裝置。

本發明實施例提供一種電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷方法，包括：根據輸入的系統結構參數和控制參數，計算得到系統平衡點參數，根據所述系統平衡點參數驗證平衡點是否存在；響應于所述平衡點存在，基于電力電子接口電源小擾動同步穩定性分析框架計算鎖相環固有振蕩模式的阻尼系數和同步系數；計算系統同步穩定振蕩模式角頻率，并根據包含功率環的電力電子接口電源小擾動頻域線性化模型計算附加復轉矩系數；根據所述系統同步穩定振蕩模式角頻率及所述附加復轉矩系數計算附加阻尼系數和附加同步系數；其中，所述附加阻尼系數和所述附加同步系數用于衡量電流環、功率環及線路動態過程對系統小擾動同步穩定性的影響；根據所述阻尼系數和所述附加阻尼系數計算系統總阻尼系數，根據所述同步系數和所述附加同步系數計算系統總同步系數，根據所述系統總阻尼系數、所述系統總同步系數及所述系統同步穩定振蕩模式角頻率計算系統總復轉矩系數；通過修正復轉矩系數法分別對所述系統總阻尼系數、所述系統總同步系數及所述系統總復轉矩系數進行修正，得到修正阻尼系數、修正同步系數及修正復轉矩系數；根據所述修正阻尼系數及所述修正同步系數進行電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷，或根據所述修正復轉矩系數進行電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷。

根據本發明實施例提供的一種電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷方法，所述根據所述修正阻尼系數及所述修正同步系數進行電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷，包括：響應于所述修正阻尼系數及所述修正同步系數均為正，系統小擾動穩定；否則，系統小擾動失穩。

根據本發明實施例提供的一種電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷方法，所述根據所述修正復轉矩系數進行電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷，包括：響應于所述修正復轉矩系數的相位處于[0,90°]，系統小擾動穩定；否則，系統小擾動失穩。

根據本發明實施例提供的一種電力電子接口電源小擾動同步穩定性判斷方法，所述阻尼系數表示為：

其中，K_D表示鎖相環固有振蕩模式的阻尼系數，X_l表示傳輸線路電抗，ω₀表示系統角頻率常數，I_d0表示變流器d軸電流平衡點值；

所述同步系數表示為：

K_S＝U_gcosθ_pll0，