一种阻抗判据的无功运行场景适应性评估方法及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种阻抗判据的无功运行场景适应性评估方法及装置，方法包括：在每种坐标系下，构建新能源并网系统基于无功运行场景的二维阻抗模型，通过对二维阻抗模型的闭环特征方程进行舒尔补变换，使其降阶为等效单输入单输出模型，并导出阻抗判据，在各种阻抗判据中，确定同时满足稳定性要求和标称性要求的目标阻抗判据，计算每种目标阻抗判据的灵敏度，以确定该种目标阻抗判据在针对无功运行场景的适应性

【技术实现步骤摘要】
一种阻抗判据的无功运行场景适应性评估方法及装置


[0001]本申请涉及新能源并网系统
，更具体的说，是涉及一种阻抗判据的无功运行场景适应性评估方法及装置
。

技术介绍

[0002]随着电力系统的发展，不断有更多的新能源设备并入系统，由于新能源设备模型阶数高
、
且设备控制结构参数往往属于厂家机密，详细建模难以实现，目前基于模型的阻抗法通过变流器和电网的端口外特性来定量分析电力系统的稳定性
。
如今研究出多种坐标下的阻抗判据，且各种坐标下的阻抗判据之间可以相互转化，且其判稳结果也相同
。
[0003]然而，不同的阻抗判据的稳定性分析效果存在差异，适应场合也不同，目前缺乏评估不同阻抗判据的适用场合的方法，而且考虑到新的并网标准对并网变流器具有的无功输出的需求，因此传统阻抗判据在变流器主动提供无功运行场景下适应性不明
。
[0004]如何提出一种阻抗判据的无功运行场景适应性评估方法，以在无功运行场景下通过选取合理的阻抗判据，指导复杂系统合理的建模分析
、
控制和选取系统的稳定评估指标的工作，是需要关注的问题
。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，提出了本申请以便提供一种阻抗判据的无功运行场景适应性评估方法及装置，以在无功运行场景下通过选取合理的阻抗判据，指导复杂系统合理的建模分析
、
控制和选取系统的稳定评估指标等工作
。
[0006]为了实现上述目的，现提出具体方案如下：
[0007]一种阻抗判据的无功运行场景适应性评估方法，包括：
[0008]在每种坐标系下，构建新能源并网系统基于无功运行场景的二维阻抗模型；
[0009]针对每种坐标系下的二维阻抗模型，通过对所述二维阻抗模型的闭环特征方程进行舒尔补变换，将所述二维阻抗模型降阶为等效单输入单输出模型；
[0010]导出每种坐标系下的所述等效单输入单输出模型的阻抗判据；
[0011]在各种所述阻抗判据中，确定同时满足第一条件和第二条件的目标阻抗判据，所述第一条件为，所述目标阻抗判据所对应的闭环特征方程在进行舒尔补变换的过程中所消去的传递函数不存在不稳定极点，所述第二条件为所述目标阻抗判据所需分析的开环传递函数不存在右半平面极点；
[0012]计算每种目标阻抗判据在所述新能源并网系统的主导振荡模式下的灵敏度；
[0013]根据每种目标阻抗判据的所述灵敏度，确定该种目标阻抗判据在所述新能源并网系统中基于无功运行场景的适应性
。
[0014]可选的，所述计算每种目标阻抗判据在所述新能源并网系统的主导振荡模式下的灵敏度，包括：
[0015]针对每种目标阻抗判据，确定所述目标阻抗判据在所述新能源并网系统中每种功
率因数的主导振荡模式下的灵敏度指标值；
[0016]根据每种目标阻抗判据的各种所述灵敏度指标值，确定该种目标阻抗判据在所述新能源并网系统的主导振荡模式的灵敏度
。
[0017]可选的，所述针对每种目标阻抗判据，确定所述目标阻抗判据在所述新能源并网系统中每种功率因数的主导振荡模式下的灵敏度指标值，包括：
[0018]针对每种目标阻抗判据，利用下式确定所述目标阻抗判据在所述新能源并网系统中每种功率因数的主导振荡模式下的灵敏度指标值：
[0019][0020]其中，
s1为所述新能源并网系统中每种功率因数的主导振荡模式，
ω1为该种功率因数的主导振荡模式的频率，
L
为所述目标阻抗判据所需分析的开环传递函数
。
[0021]可选的，每种坐标系的二维坐标轴由
a
坐标轴和
b
坐标轴组成；
[0022]每种坐标系下的新能源并网系统基于无功运行场景的二维阻抗模型为：
[0023][0024]其中，
Δ
U
a
为新能源并网系统的新能源设备在每种坐标系的
a
坐标轴的端口电压小信号量，
Δ
U
b
为所述新能源并网系统的新能源设备在该种坐标系的
b
坐标轴的端口电压小信号量，
Δ
I
a
为所述新能源并网系统的新能源设备在该种坐标系的
a
坐标轴的端口电流小信号量，
Δ
I
b
所述新能源并网系统的新能源设备在该种坐标系的
b
坐标轴的端口电流小信号量，
Z(s)
为所述新能源并网系统的设备复阻抗矩阵，
Z
aa
(s)
为所述设备复阻抗矩阵的第一阻抗传递矩阵，
Z
ab
(s)
为所述设备复阻抗矩阵的第二阻抗传递矩阵，
Z
ba
(s)
为所述设备复阻抗矩阵的第三阻抗传递矩阵，
Z
bb
(s)
为所述设备复阻抗矩阵的第四阻抗传递矩阵
。
[0025]可选的，每种坐标系为极坐标系；
[0026]所述极坐标系的二维阻抗模型的闭环特征方程为：
[0027]1+L
θ
(s)
＝0[0028]其中，为所述闭环特征方程在进行舒尔补变换过程中保留电压相位变量后的设备侧等效导纳的传递函数，为所述闭环特征方程在进行舒尔补变换过程中保留电压相位变量后的网络侧等效导纳的传递函数
。
[0029]可选的，每种坐标系为
dq
坐标系；
[0030]所述
dq
坐标系的二维阻抗模型的闭环特征方程为：
[0031]1＋
L
q
(s)
＝0[0032]其中，为所述闭环特征方程在进行舒尔补变换过程中保留
q
轴变量后的设备侧等效导纳的传递函数，为所述闭环特征方程在进行舒尔补变换过程中保留
q
轴变量后的网络侧等效导纳的传递函数
。
[0033]可选的，该方法还包括：
[0034]针对每种目标阻抗判据所对应的等效单输入单输出模型，确定所述等效单输入单输出模型在功率因数预设范围内的矢量裕度变化范围；
[0035]基于每种目标阻抗判据所对应的等效单输入单输出模型的所述矢量裕度变化范围，确定每种目标阻抗判据的裕度变化量
。
[0036]一种阻抗判据的无功运行场景适应性评估装置，包括：
[0037]二维阻抗模型建立单元，用于在每种坐标系下，构建新能源并网系统基于无功运行场景的二维阻抗模型；
[0038]变换单元，用于针对每种坐标系下的二维阻抗模型，通过对所述二维阻抗模型的闭环特征方程进行舒尔补变换，将所述二维阻抗模型降阶为等效单输入单输出模型；
[0039]阻抗判据导出单元，用于导出每种坐标系下的所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种阻抗判据的无功运行场景适应性评估方法，其特征在于，包括：在每种坐标系下，构建新能源并网系统基于无功运行场景的二维阻抗模型；针对每种坐标系下的二维阻抗模型，通过对所述二维阻抗模型的闭环特征方程进行舒尔补变换，将所述二维阻抗模型降阶为等效单输入单输出模型；导出每种坐标系下的所述等效单输入单输出模型的阻抗判据；在各种所述阻抗判据中，确定同时满足第一条件和第二条件的目标阻抗判据，所述第一条件为，所述目标阻抗判据所对应的闭环特征方程在进行舒尔补变换的过程中所消去的传递函数不存在不稳定极点，所述第二条件为所述目标阻抗判据所需分析的开环传递函数不存在右半平面极点；计算每种目标阻抗判据在所述新能源并网系统的主导振荡模式下的灵敏度；根据每种目标阻抗判据的所述灵敏度，确定该种目标阻抗判据在所述新能源并网系统中基于无功运行场景的适应性
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每种目标阻抗判据在所述新能源并网系统的主导振荡模式下的灵敏度，包括：针对每种目标阻抗判据，确定所述目标阻抗判据在所述新能源并网系统中每种功率因数的主导振荡模式下的灵敏度指标值；根据每种目标阻抗判据的各种所述灵敏度指标值，确定该种目标阻抗判据在所述新能源并网系统的主导振荡模式的灵敏度
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对每种目标阻抗判据，确定所述目标阻抗判据在所述新能源并网系统中每种功率因数的主导振荡模式下的灵敏度指标值，包括：针对每种目标阻抗判据，利用下式确定所述目标阻抗判据在所述新能源并网系统中每种功率因数的主导振荡模式下的灵敏度指标值：其中，
s1为所述新能源并网系统中每种功率因数的主导振荡模式，
ω1为该种功率因数的主导振荡模式的频率，
L
为所述目标阻抗判据所需分析的开环传递函数
。4.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每种坐标系的二维坐标轴由
a
坐标轴和
b
坐标轴组成；每种坐标系下的新能源并网系统基于无功运行场景的二维阻抗模型为：其中，
Δ
U
a
为新能源并网系统的新能源设备在每种坐标系的
a
坐标轴的端口电压小信号量，
Δ
U
b
为所述新能源并网系统的新能源设备在该种坐标系的
b
坐标轴的端口电压小信号量，
Δ
I
a
为所述新能源并网系统的新能源设备在该种坐标系的
a
坐标轴的端口电流小信号量，
Δ
I
b
所述新能源并网系统的新能源设备在该种坐标系的
b
坐标轴的端口电流小信号量，
Z(s)
为所述新能源并网系统的设备复阻抗矩阵，
Z
aa
(s)
为所述设备复阻抗矩阵的第一阻抗传递矩阵，
Z
ab
(s)
为所述设备复阻抗矩阵的第二阻抗传递矩阵，
Z
ba
(s)
为所述设备复阻抗矩
阵的第三阻抗传递矩阵，
Z
bb
(s)

【专利技术属性】
技术研发人员：李诗旸，艾力西尔，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司浙江大学，
类型：发明
国别省市：