一种光伏并网发电系统振荡抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种光伏并网发电系统振荡抑制方法及系统，方法包括：获取光伏并网逆变器控制策略，根据所述光伏并网逆变器控制策略建立光伏并网逆变器在d

【技术实现步骤摘要】
一种光伏并网发电系统振荡抑制方法及系统


[0001]本专利技术属于光伏并网发电
，尤其涉及一种光伏并网发电系统振荡抑制方法及系统。

技术介绍

[0002]作为推进新能源发展的关键，高效、灵活的逆变器被广泛应用于电力处理单元与电力系统接口处，在电能的生成、传输、分配和消费部分都承担着非常重要的工作。含有大量电力电子设备的电力系统和由集中式同步发电机主导传统的电力系统存在很大的区别，电力电子转换器的动力学主要依赖的不是物理定律，而是宽时间尺度控制器，因此，宽频带振荡事故时常发生，给电网的稳定运行造成了巨大的难题，国内外均发生过光伏并网失稳事故。由此可见，大量光伏通过逆变器并网造成的电力系统的不稳定若不能及时的发现并快速抑制，将会造成严重的后果，如大量的设备脱离电网、损坏，甚至引发大面积大的停电，这会造成巨大的经济损失。因此，研究光伏并网发电系统的振荡抑制至关重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种光伏并网发电系统振荡抑制方法及系统，用于解决无法对光伏并网发电系统的振荡抑制更精准的技术问题。
[0004]第一方面，本专利技术提供一种光伏并网发电系统振荡抑制方法，包括：获取光伏并网逆变器控制策略，根据所述光伏并网逆变器控制策略建立光伏并网逆变器在d
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q坐标系下的频域阻抗模型，其中，所述频域阻抗模型中包含光伏并网逆变器并网的导纳矩阵；根据所述导纳矩阵和传输网络阻抗矩阵建立光伏并网发电系统的广义Nyquist模型，并基于所述广义Nyquist模型分析所述光伏并网发电系统是否稳定；若所述光伏并网发电系统不稳定，则基于光伏并网发电系统特征值的Nyquist曲线选取对所述光伏并网发电系统稳定性影响最大的目标参数；获取所述目标参数变化时，光伏并网发电系统特征值的Nyquist曲线和(
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1,0)点的位置情况，使得到所述目标参数的修正方向，并根据所述修正方向对所述目标参数进行调参。
[0005]第二方面，本专利技术提供一种光伏并网发电系统振荡抑制系统，包括：建立模块，配置为获取光伏并网逆变器控制策略，根据所述光伏并网逆变器控制策略建立光伏并网逆变器在d
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q坐标系下的频域阻抗模型，其中，所述频域阻抗模型中包含光伏并网逆变器并网的导纳矩阵；分析模块，配置为根据所述导纳矩阵和传输网络阻抗矩阵建立光伏并网发电系统的广义Nyquist模型，并基于所述广义Nyquist模型分析所述光伏并网发电系统是否稳定；选取模块，配置为若所述光伏并网发电系统不稳定，则基于光伏并网发电系统特征值的Nyquist曲线选取对所述光伏并网发电系统稳定性影响最大的目标参数；调参模块，配置为获取所述目标参数变化时，光伏并网发电系统特征值的Nyquist曲线和(
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1,0)点的位置情况，使得到所述目标参数的修正方向，并根据所述修正方向对所述目标参数进行调参。
[0006]第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处
理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例的光伏并网发电系统振荡抑制方法的步骤。
[0007]第四方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本专利技术任一实施例的光伏并网发电系统振荡抑制方法的步骤。
[0008]本申请的光伏并网发电系统振荡抑制方法及系统，通过分析光伏并网系统的稳定性，并找到对系统稳定性影响最大的控制参数，通过对该参数进行优化达到系统振荡抑制的目的，实现了在光伏并网系统稳定性评估的基础上定位到对系统稳定性影响最大的控制参数，使得光伏并网发电系统的振荡抑制更精准。
附图说明
[0009]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0010]图1为本专利技术一实施例提供的一种光伏并网发电系统振荡抑制方法的流程图；图2为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的光伏并网逆变器主电路和控制环节拓扑图；图3为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的锁相环模型结构图;图4为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的光伏并网逆变器的阻抗模型传递函数图;图5为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的等效后多逆变器并网系统拓扑图;图6（a）为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的参数变化系统特征值Nyquist曲线图;图6（b）为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的参数变化系统特征值Nyquist曲线图;图6（c）为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的参数变化系统特征值Nyquist曲线图;图6（d）为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的参数变化系统特征值Nyquist曲线图;图6（e）为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的参数变化系统特征值Nyquist曲线图;图6（f）为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的参数变化系统特征值Nyquist曲线图;图7为本专利技术一实施例提供一个具体实施例的参数优化前后并网点电压图;图8为本专利技术一实施例提供的一种光伏并网发电系统振荡抑制系统的结构框图；图9是本专利技术一实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0011]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0012]请参阅图1，其示出了本申请的一种光伏并网发电系统振荡抑制方法的流程图。
[0013]如图1所示，光伏并网发电系统振荡抑制方法具体包括以下步骤：步骤S101，获取光伏并网逆变器控制策略，根据所述光伏并网逆变器控制策略建立光伏并网逆变器在d
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q坐标系下的频域阻抗模型，其中，所述频域阻抗模型中包含光伏并网逆变器并网的导纳矩阵。
[0014]在本实施例中，光伏并网逆变器控制策略如图2所示，图2的并网逆变器系统中包括：直流电压源；逆变器输出三相电流；PCC点电压；滤波电感；逆变器输出电流在经dq坐标变换的值和；并网点电压经dq坐标变换的值和；锁相环输出角度θ；并网电流的参考值和；s为拉普拉斯算子；PLL为锁相环控制环节；为电流比例积分控制环节，为电流环比例系数，为电流环积分系数；abc/dq为派克变换；dq/abc为反派克变换；PWM为脉冲宽度调制，由于光伏并网系统中包括不同类型的电力电子装置，具有非线性时变特性，所以为了用统一的数学表达式描述光伏并网系统的阻抗，在d
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q坐标系下，采用解耦控制的并网变流器，建立光伏并网系统频域阻抗模型。
[0015]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光伏并网发电系统振荡抑制方法，其特征在于，包括：获取光伏并网逆变器控制策略，根据所述光伏并网逆变器控制策略建立光伏并网逆变器在d
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q坐标系下的频域阻抗模型，其中，所述频域阻抗模型中包含光伏并网逆变器并网的导纳矩阵；根据所述导纳矩阵和传输网络阻抗矩阵建立光伏并网发电系统的广义Nyquist模型，并基于所述广义Nyquist模型分析所述光伏并网发电系统是否稳定；若所述光伏并网发电系统不稳定，则基于光伏并网发电系统特征值的Nyquist曲线选取对所述光伏并网发电系统稳定性影响最大的目标参数；获取所述目标参数变化时，光伏并网发电系统特征值的Nyquist曲线和(
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1,0)点的位置情况，使得到所述目标参数的修正方向，并根据所述修正方向对所述目标参数进行调参。2.根据权利要求1所述的一种光伏并网发电系统振荡抑制方法，其特征在于，所述根据所述光伏并网逆变器控制策略建立光伏并网逆变器在d
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q坐标系下的频域阻抗模型包括：考虑光伏并网逆变器的结构和控制策略，建立光伏并网逆变器在d
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q坐标系下的频域阻抗模型，所述频域阻抗模型包括主电路模型和控制器模型，其中光伏并网逆变器主电路的小信号方程为：，式中，为逆变器滤波电感，为拉普拉斯算子，为电网基波频率，为逆变器中直流侧电压源，为并网点d轴电压分量的小信号值，为并网点q轴电压分量的小信号值，为并网点d轴电流分量的小信号值，为并网点q轴电流分量的小信号值，为PWM占空比在d轴分量的小信号值，为PWM占空比在q轴分量的小信号值；根据光伏并网逆变器主电路的小信号方程推导无控制环的逆变器模型，并将占空比置为0，得到输出阻抗的表达式：，式中，为主电路的阻抗矩；将电网电压置为0，得到占空比矢量和电感电流矢量之间的传递函数矩阵：，将光伏并网发电系统的d
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q轴和控制环的d
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q轴重合，其中，光伏并网发电系统的d
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q轴
和控制环的d
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q轴之间的坐标变换公式为：，式中，为角度差；计算角度差的表达式为：，式中，为并网点d轴电压的稳态值，为逆变器中锁相环的PI控制环节，为锁相环的比例参数，为锁相环的积分参数；并定义为：，根据光伏并网发电系统的d
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q坐标系和控制环的d
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q坐标系的变换关系，表示锁相环对电压的影响、锁相环对电流的影响和锁相环对占空比的影响：，，，式中，为d轴电压分量的小信号值，为q轴电压分量的小信号值，为d轴电流分量的小信号值，为q轴电流分量的小信号值，为d轴PWM占空比分量的小信号值，为q轴PWM占空比分量的小信号值，为d轴电流分量的稳态值，为q轴电流分量的稳态值，为d轴PWM占空比分量的稳态值，为q轴PWM占空比分量的稳态值；采用电流环控制，光伏并网逆变器的小信号方程为：
，，给定光伏并网逆变器的小信号值为0，即：，式中，为作用在电压的小信号值上的控制，为作用在电流误差上的控制，为作用在电流的小信号值上的控制，为逆变器电流环中PI控制环节；根据光伏并网系统和控制环输出的电压电流和占空比的关系，构建光伏并网逆变器的小信号模型，根据小信号模型的输入输出关系推导出光伏并网逆变器并网阻抗模型：，将光伏并网逆变器并网模型等效为诺顿电路，多个光伏并网逆变器并网等效为多个诺顿电路并联，并联后的诺顿电路整体的阻抗模型为：，式中，为第i个并网逆变器的导纳矩阵，为并网变流器总数。3.根据权利要求1所述的一种光伏并网发电系统振荡抑制方法，其特征在于，其中所述广义Nyqui...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈波，朱晓娟，谌艳红，庞博，叶钟海，程思萌，汪硕承，刘柳，王凯，周煦光，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：