[發明專利]一種基于VSC變流器的風電系統振蕩源定位方法和裝置

在審

• 申請號: 202310562334.7
• 申請日: 2023-05-18
• 公開（公告）號: CN116488202A
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 陸秋瑜;謝平平;李力;陳玥;林旭;楊銀國;閆斌杰
• 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: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/36
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 呂金金

本發明公開了一種基于VSC變流器的風電系統振蕩源定位方法和裝置，VSC變流器包括：VSC主電路系統和VSC控制系統；VSC主電路系統包括：VSC交流側和VSC直流側；VSC控制系統包括：電壓控制器和電流控制器；方法包括：獲取風電系統中各VSC節點的VSC主電路系統的電路參數，計算各VSC主電路系統的哈密頓函數；若VSC主電路系統無源，則生成對應的主電路振蕩特征量；根據獲取的存在振蕩的VSC節點的電壓控制器和電流控制器的控制參數，計算電壓控制器的哈密頓存儲函數和電流控制器的哈密頓存儲函數，校驗VSC控制系統的無源性；若VSC控制系統無源，則確定哈密頓存儲函數值均為單調遞增的節點為振蕩源，以實現振蕩監測和振蕩源定位，提高振蕩源定位的精度。

技術領域

本發明涉及風電系統振蕩源定位技術領域，尤其涉及一種基于VSC變流器的風電系統振蕩源定位方法、裝置及存儲介質。

背景技術

隨著風電的發展，電力電子設備接入電力系統的占比正不斷提升。以電力電子變流器為例，其不僅是風電系統中風電機組的重要組成部分，還涉及柔性直流輸電(VoltageSource?Converter?based?High?Voltage?Direct?Current?Transmission,VSC-HVDC)技術和靈活交流輸電(Flexible?Alternative?Current?Transmission?Systems,FACTS)裝置等。風電的發展依賴于電力電子設備的發展與應用的同時，高比例電力電子設備的應用也導致電網穩定性問題愈發嚴重。其中，隨著“雙高”(高比例新能源和高比例電力電子裝備)電力系統的運行方式和動態特性變得更為復雜，電磁振蕩事故的頻率分布范圍也更為廣泛。研究表明，新型電磁振蕩是寬頻振蕩，其頻段超過了低頻振蕩和次同步振蕩的范圍，分布在數赫茲至數千赫茲。傳統的基于相量法的能量流是對于低頻振蕩提出的，它已可以辨識系統振蕩性質并實現振蕩源定位，且證明了所涉及的公式符合耗散理論。然而，傳統振蕩源定位方法并不適用于分析電力電子裝置參與的系統振蕩。另一方面，含VSC(電壓源型變流器)風電系統的電力電子裝置滲透率較高，電力電子裝置控制不當可能引發系統振蕩。針對由電力電子裝置控制引發的電力系統振蕩問題，常見的振蕩定位方法是諧波法，采用諧波法定位振蕩源的精度易受系統背景諧波影響，且無法將系統振蕩成因準確歸咎于電力電子裝置的控制環節。因此，現有的振蕩源定位方法沒有考慮到電力電子裝置的控制環節，振蕩源定位精度低。

發明內容

本發明提供了一種基于VSC變流器的風電系統振蕩源定位方法、裝置及存儲介質，通過構造VSC的能量函數及相關特征量，以實現振蕩監測和振蕩源定位，提高振蕩源定位的精度。

本發明提供了一種基于VSC變流器的風電系統振蕩源定位方法，包括：所述VSC變流器包括：VSC主電路系統和VSC控制系統；所述VSC主電路系統包括：VSC交流側和VSC直流側；VSC控制系統包括：電壓控制器和電流控制器；

所述風電系統振蕩源定位方法包括：

獲取風電系統中各VSC節點的VSC主電路系統的電路參數，計算各所述VSC主電路系統的哈密頓函數；各所述VSC節點為包含VSC變流器的網絡節點；所述電路參數包括：VSC交流側的三相瞬時電壓和三相瞬時電流以及VSC直流側的直流電壓和直流電流；根據所述哈密頓函數，校驗各VSC主電路系統的無源性；若VSC主電路系統無源，則根據VSC交流側的三相瞬時電壓和三相瞬時電流，生成對應的主電路振蕩特征量；

根據所述對應的主電路振蕩特征量，判斷各所述VSC節點是否存在振蕩；獲取存在振蕩的VSC節點的電壓控制器和電流控制器的控制參數，根據所述控制參數計算電壓控制器的第一哈密頓存儲函數和電流控制器的第二哈密頓存儲函數；

根據所述第一哈密頓存儲函數和所述第二哈密頓存儲函數，校驗所述電壓控制器和電流控制器的無源性；若所述電壓控制器無源，則確定第一哈密頓存儲函數值為單調遞增的節點為振蕩源；若所述電流控制器無源，則確定第二哈密頓存儲函數值為單調遞增的節點為振蕩源。