一种锁相同步变流器暂态同步稳定裕度评估方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种锁相同步变流器暂态同步稳定裕度评估方法及系统包括：基于预先设定的故障，对变流器的电力系统进行故障仿真计算，获得变流器锁相环功角的故障动态轨迹；基于变流器锁相环功角的故障动态轨迹确定变流器的稳定性；根据变流器稳定性情况分别进行稳定裕度的定量评估，其中定量评估通过计算锁相环最大势能与功角轨迹延拓获得的临界势能界面距离得到稳定裕度，当变流器失稳时稳定裕度为锁相环鞍点处势能增加量与故障期间虚拟动能增加量的差值

【技术实现步骤摘要】
一种锁相同步变流器暂态同步稳定裕度评估方法及系统


[0001]本专利技术涉及电力系统分析与控制的
，尤其涉及一种锁相同步变流器暂态同步稳定裕度评估方法及系统
。

技术介绍

[0002]电压源型变流器
(voltage source converter,VSC,
以下简称变流器
)
被广泛用于光伏
、
风电为代表的新能源发电单元，与常规同步机电源相比在并网同步方面存在很大不同，目前变流器基本采用锁相环
(phase
‑
locked loop,PLL)
并网同步
。
当电网严重故障时，接入弱电网条件下锁相环同步变流器的暂态同步稳定问题，已成为新能源高占比电力系统主要的稳定问题之一
。IEEE
工作组报告考虑到变流器接口发电
(converter interfaced generation,CIG)
设备接入后对电力系统动态的影响，扩展出新的稳定性分支：变流器驱动稳定性
(Converter
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锁相同步变流器暂态同步稳定裕度评估方法，其特征在于，包括：基于预先设定的故障，对变流器的电力系统进行故障仿真计算，获得变流器锁相环功角的故障动态轨迹；基于所述变流器锁相环功角的故障动态轨迹确定所述变流器的稳定性；根据所述变流器稳定性情况分别进行稳定裕度的定量评估，其中所述定量评估通过计算锁相环最大势能与功角轨迹延拓获得的临界势能界面距离得到稳定裕度，当变流器失稳时稳定裕度为锁相环鞍点处势能增加量与故障期间虚拟动能增加量的差值
。2.
如权利要求1所述的锁相同步变流器暂态同步稳定裕度评估方法，其特征在于，根据所述变流器稳定性情况分别进行稳定裕度的定量评估，包括：通过计算变流器锁相环动态过程中的加速和减速面积，得到变流器暂态同步稳定裕度的故障期间变流器锁相环虚拟动能增加量以及故障清除后变流器锁相环虚拟动能转化的势能增加量；当变流器稳定时，变流器锁相环势能增加量为故障清除后首次到达最远点时的值，当变流器失稳时，变流器锁相环势能增加量为故障清除后首次越过鞍点时的值
。3.
如权利要求2所述的锁相同步变流器暂态同步稳定裕度评估方法，其特征在于：所述故障期间变流器锁相环虚拟动能的增加量以及故障清除后变流器锁相环虚拟动能转化的势能增加量，表示为：其中，
ω
pll
为锁相环的角速度，
δ
表示虚拟功角，为锁相环的输出与电网电压瞬时角度之差，
δ0～
δ1表示锁相环的加速过程，
δ1～
δ2表示锁相环的减速过程
。4.
如权利要求3所述的锁相同步变流器暂态同步稳定裕度评估方法，其特征在于，还包括：变流器暂态同步稳定裕度
η
表示为：其中，
Δ
E
k.acc
为故障期间变流器锁相环虚拟动能的增加量，
Δ
E
p.dec
为故障清除后变流器锁相环虚拟动能转化的势能增加量，
Δ
E
pmax
为变流器锁相环临界稳定边界的势能最大值
。5.
如权利要求4所述的锁相同步变流器暂态同步稳定裕度评估方法，其特征在于，所述变流器锁相环临界稳定边界的势能最大值的获取，包括：当锁相环的角速度增加量
Δω
pll
过零时，将锁相环的角速度增加量
Δω
pll
设置为角速度增加量设定值
Δω0且
Δω0大于零的值
Δω0，并使
Δω0其继续增大
δ
；若
Δω0值大于临界角速度设定值，则变流器会失稳，若
Δω0值小于临界角速度设定
值，则变流器恢复至稳定状态；当
Δω0等于临界角速度设定值时，能够将变流器处于临界稳定状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍颜红，吴峰，任先成，张金龙，徐泰山，杜翔飞，徐宏雷，杨勇，何欣，杨可昕，姜薇，赵溪洁，王维涛，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：