一种高比例电力电子电力系统稳定评估的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于高比例电力电子电力系统稳定评估的方法及装置，包括：获取高比例电力电子电力系统的闭环传递函数矩阵、电力电子电源场站的传递函数矩阵以及高比例电力电子电力系统的交互作用矩阵；基于高比例电力电子电力系统的闭环传递函数矩阵和电力电子电源场站的传递函数矩阵计算各场站的统一性稳定判据矩阵，并基于统一性稳定判据矩阵确定各电力电子电源场站的安全稳定性；基于交互作用矩阵计算高比例电力电子电力系统的相对增益矩阵，基于相对增益矩阵确定电力系统中各电力电子电源场站间的交互作用程度；基于高比例电力电子电力系统的闭环传递函数矩阵和电力电子电源场站的传递函数矩阵计算高比例电力电子电力系统的区域统一性稳定判据矩阵，基于区域统一性稳定判据矩阵确定各电力电子电源区域的安全稳定性。的安全稳定性。的安全稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种高比例电力电子电力系统稳定评估的方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力系统建模
，更具体地，涉及一种高比例电力电子电力系统稳定评估的方法及系统。

技术介绍

[0002]随着新能源并网规模快速增长，新能源宽频振荡、暂态过电压等稳定问题日益凸显。新版《电力系统安全稳定导则》明确提出“电力电子电源场站短路比应达到合理水平”，但缺少具体评价方法和标准，无法量化新能源集群接入交流电网的稳定程度。传统短路比(short circuit ratio，SCR)常被用于直流输电系统馈入受端交流电网后的电力系统稳定性分析，表征了受端交流电网对直流馈入系统的电压支撑能力。近年来，高比例电力电子电源密集接入送端电力系统，新能源机组、电力电子换流器、交流电力系统间存在的复杂交互作用使得送端电力系统安全稳定性问题日渐突出，传统SCR也被逐渐应用于送端系统的新能源并网稳定性分析，并取得了一定的应用成果。但现有SCR依然存在稳定判据不明确、适用范围小等不足，限制了其在高比例电力电子电力系统中的应用。
[0003]研究电力电子电源集群接入交流电网的稳定性评本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高比例电力电子电力系统稳定评估的方法，所述方法包括：获取高比例电力电子电力系统的闭环传递函数矩阵H(s)、电力电子电源场站的传递函数矩阵G
g
(s)以及高比例电力电子电力系统的交互作用矩阵G
m
(s)；基于高比例电力电子电力系统的闭环传递函数矩阵H(s)和电力电子电源场站的传递函数矩阵G
g
(s)计算各场站的统一性稳定判据矩阵USI
|场站
，并基于各场站的统一性稳定判据矩阵USI
|场站
确定各电力电子电源场站的安全稳定性；基于高比例电力电子电力系统的交互作用矩阵G
m
(s)计算高比例电力电子电力系统的相对增益矩阵R
RGA
，基于所述相对增益矩阵R
RGA
确定电力系统中各电力电子电源场站间的交互作用程度；基于高比例电力电子电力系统的闭环传递函数矩阵H(s)和电力电子电源场站的传递函数矩阵G
g
(s)计算所述高比例电力电子电力系统的区域统一性稳定判据矩阵USI
|区域
，基于区域统一性稳定判据矩阵USI
|区域
确定各电力电子电源区域的安全稳定性；基于电力电子电源场站中各场站的统一性稳定判据矩阵USI
|场站
、区域统一性稳定判据矩阵USI
|区域
和高比例电力电子电力系统的相对增益矩阵R
RGA
确定高比例电力电子电力系统的安全稳定性。2.根据权利要求1所述的方法，所述基于场站统一性稳定判据矩阵USI
|场站
确定各电力电子电源场站的安全稳定性，包括：确定电力电子电源场站的最小允许静态统一性稳定判据USI
场站_max
；基于电力电子电源场站的传递函数矩阵G
g
(s)和高比例电力电子电力系统的闭环传递函数矩阵H(s)计算交流电网开环系统的传递函数矩阵G
s
(s)；基于所述电力电子电源场站的传递函数矩阵G
g
(s)和所述交流电网开环系统的传递函数矩阵G
s
(s)计算电力电子电源场站的静态统一性稳定判据向量USI
2|场站
：判断所述静态统一性稳定判据向量USI
2|场站
中所有电力电子电源场站的静态统一性稳定判据是否大于所述最小允许静态统一性稳定判据USI
场站_max
；当存在电力电子电源场站的静态统一性稳定判据大于所述最小允许静态统一性稳定判据USI
场站_max
时，判断所述电力电子电源场站存在安全稳定风险。3.根据权利要求2所述的方法，对于判断出的存在安全稳定风险的电力电子电源场站，基于所述电力电子电源场站的传递函数矩阵G
g
(s)和所述交流电网开环系统的传递函数矩阵G
s
(s)计算存在安全稳定风险的电力电子电源场站的动态统一性稳定判据向量USI
1|场站
；判断所述静态统一性稳定判据向量USI
2|场站
中存在安全稳定风险的电力电子电源场站的动态统一性稳定判据是否大于1：当存在电力电子电源场站的动态统一性稳定判据大于1时，确定电力电子电源场站为安全稳定；当存在电力电子电源场站的动态统一性稳定判据等于1时，确定电力电子电源场站为临界稳定；当存在电力电子电源场站的动态统一性稳定判据小于1时，确定电力电子电源场站为临界不稳定。4.根据权利要求2所述的方法，其中第i个电力电子电源场站的静态统一性稳定判据USI
2|场站i
的计算公式为：
其中，ρ(
·
)表示对矩阵进行谱半径运算，G
gi
(s)为第i个电力电子电源场站的传递函数，G
si
(s)为除第i个电力电子电源场站外其余系统的传递函数；G
s
‑1(s)为其余系统传递函数的逆矩阵；G
g
‑1(s)为电力电子电源场站传递函数的逆矩阵；ω为控制器的动态响应频率；电力电子电源场站的静态统一性稳定判据向量USI
2|场站
由所有电力电子电源场站的静态统一性稳定判据计算结果组成，表示为：USI
2|场站
＝[USI
2|场站1
…
USI
2|场站n
]其中，USI
2|场站n
为第n个电力电子电源场站的静态统一性稳定判据指标。5.根据权利要求2所述的方法，还包括：基于所述电力电子电源场站的传递函数矩阵G
g
(s)和所述交流电网开环系统的传递函数矩阵G
s
(s)计算电力电子电源场站的动态统一性稳定判据向量USI
1|场站
：计算第i个电力电子电源场站的动态统一性稳定判据USI
1|场站i
；依次计算所有电力电子电源场站的动态统一性稳定判据；基于各电力电子电源场站的动态统一性稳定判据计算结果，形成电力电子电源场站的动态统一性稳定判据向量USI
1|场站
。6.根据权利要求5所述的方法，所述计算第i个电力电子电源场站的动态统一性稳定判据USI
1|场站i
的计算公式为：其中，ρ(
·
)表示对矩阵进行谱半径运算，G
gi
(s)为第i个电力电子电源场站的传递函数，G
si
(s)为除第i个电力电子电源场站外其余系统的传递函数；电力电子电源场站的动态统一性稳定判据向量USI
1|场站
包括所有电力电子电源场站的动态统一性稳定判据的计算结果，表示为：USI
1|场站
＝[USI
1|场站1
…
USI
1|场站n
]。7.根据权利要求1所述的方法，所述基于区域统一性稳定判据矩阵USI
|区域
确定各电力电子电源区域的安全稳定性，包括：确定电力电子电源区域的最小允许静态统一性稳定判据USI
区域_max
；基于电力电子电源区域的传递函数矩阵G
g
(s)和高比例电力电子电力系统的闭环传递函数矩阵H(s)计算交流电网开环系统的传递函数矩阵G
s
(s)；基于所述电力电子电源区域的传递函数矩阵G
g
(s)和所述交流电网开环系统的传递函数矩阵G<...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华东，高磊，郭强，王一鸣，许涛，宋瑞华，李亚楼，安宁，贺静波，褚晓杰，李文锋，徐式蕴，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：