【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源并网发电，更具体地，涉及弱电网故障下光伏并网逆变器暂态稳定分析方法及系统。
技术介绍
1、光伏并网逆变器是新能源发电广泛采用的一种并网接口装置，其安全稳定将直接影响新能源发电的并网电流质量与控制性能。由于我国新能源发电与电力负荷呈逆向分布的特点，光伏并网逆变器往往运行于电网末端，即弱电网条件。弱电网下的线路等效阻抗较大，光伏并网逆变器与电网之间存在复杂的交互作用，尤其是在弱电网轻度故障下，光伏并网逆变器直流电压环、锁相环、弱电网之间的耦合作用进一步加剧，易于诱发并网失稳问题。
2、光伏并网逆变器的端电压同时受到控制系统和电网电压的影响，在弱电网故障下，由于电网电压跌落系统传输功率发生改变，控制系统对传输功率的调节使得端电压不再为恒定值，而端电压的变化会进一步影响控制系统的稳定性。直流电压环和锁相环在电压时间尺度下的耦合作用随着电网强度的减弱而增强，弱电网故障下光伏并网逆变器呈现出高阶、非线性、强耦合的特点，针对光伏并网逆变器在弱电网故障下构建合适的非线性模型并给出合理的稳定判据从而指导光伏并网逆变器控制系统的设计具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供弱电网故障下光伏并网逆变器暂态稳定分析方法及系统，旨在弥补现有技术对光伏并网逆变器在弱电网故障期间的稳定性分析的空白的问题。
2、为实现上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种弱电网故障下光伏并网逆变器暂态稳定分析方法，所述光伏并网逆变器接入弱电网，其控
3、s1.获取电网电压和电网电感，接收对光伏并网逆变器直流侧等效电流源、直流电压环控制参数和锁相环控制参数的设定，将光伏并网逆变器暂态全阶模型分解为以并网电流d轴分量为变量的慢系统模型和以并网电流d轴分量扰动、直流电压扰动和锁相环偏差角扰动为变量的快系统模型；
4、s2.综合电网电压、电网电感、光伏并网逆变器直流侧等效电流源和直流电压环控制参数，计算慢系统模型各项系数，以各项系数定义能量函数，该函数在系统状态空间的非零点上始终为正值，通过分析能量函数的变化率得到其导数，以正值能量函数和负值导数构建慢系统暂态稳定第一判据；综合电网电压、电网电感、光伏并网逆变器直流侧等效电流源、直流电压环控制参数和锁相环控制参数，构建快系统的状态空间表示，求解状态矩阵的特征值模态，以所有特征值实部都为负作为原则，构建快系统暂态稳定的第二判据；
5、s3.若同时满足第一判据和第二判据，则弱电网故障下光伏并网逆变器暂态稳定，否则，光伏并网逆变器失稳。
6、优选地，所述慢系统模型如下：
7、
8、其中，上标c表示控制观测的c域，k1～k6表示慢系统模型各项系数，id表示并网电流d轴分量。
9、优选地，所述第一判据如下：
10、
11、其中，
12、
13、kpv表示直流电压环的比例系数，kiv表示直流电压环的积分系数，lg表示电网电感，idcref表示直流侧等效电流源，ugd表示ugdcosδ+ugqsinδ的稳态值，ugd,ugq表示电网电压在实际s域的dq分量，δ表示锁相环输出相角与实际相角之间的偏差值，udcref表示直流电压的指令值，上标c表示控制观测的c域，id表示并网电流d轴分量。
14、优选地，所述快系统模型如下：
15、
16、其中，
17、
18、
19、
20、上标′表示对于时间τ的微分，△表示慢系统下变量的扰动，下标slow表示慢系统变量的稳态值，上标c表示控制观测的c域，id表示并网电流d轴分量，udc表示直流侧电压，δ表示锁相环输出相角与实际相角之间的偏差值，a、b、c为中间变量，idcref表示直流侧等效电流源，ugd,ugq表示电网电压在实际s域的dq分量，lg表示电网电感，kpv表示直流电压环的比例系数，kiv表示直流电压环的积分系数，kpp表示锁相环的比例系数，kip表示锁相环的积分系数，ωb表示电网角频率。
21、优选地，所述第二判据如下：状态矩阵[abc]t的特征值的实部<0。
22、优选地，将光伏并网逆变器的全阶模型各等式等号左边全部取0，联立求解得到的udc、δ即为udcslow、和δslow：
23、
24、优选地，该方法还包括：改变ug的同时，改变lg、idcref、kpv、kiv中任一个，得到慢系统稳态判据随各变量变化的三维图，用于指导等效电流源的设定及直流电压环的参数设计，使得慢系统趋于稳定；改变ug的同时，改变lg、idcref、kpv、kiv、kpp、kip中任一个，得到快系统稳定判据随各变量变化的三维图，用于指导等效电流源设定及直流电压环和锁相环参数设计，使得快系统趋于稳定；当上述电网电压值、等效直流电流源值、直流电压环与锁相环参数同时满足慢系统和快系统稳定判据，则判定光伏并网逆变器暂态稳定。
25、其中，ug表示电网电压，lg表示电网电感，idcref表示直流侧等效电流源，kpv表示直流电压环的比例系数，kiv表示直流电压环的积分系数，kpp表示锁相环的比例系数，kip表示锁相环的积分系数。
26、为实现上述目的，第二方面，本专利技术提供了一种弱电网故障下光伏并网逆变器暂态稳定分析系统，包括：处理器和存储器；所述存储器，用于存储计算机执行指令；所述处理器，用于执行所述计算机执行指令，使得第一方面所述的方法被执行。
27、为实现上述目的，第三方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序在处理器上运行时，使得所述处理器执行第一方面所述的方法。
28、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
29、本专利技术公开了弱电网故障下光伏并网逆变器暂态稳定分析方法及系统，包括：将光伏并网逆变器暂态全阶模型分解为以并网电流d轴分量为变量的慢系统模型和以并网电流d轴分量扰动、直流电压扰动和锁相环偏差角扰动为变量的快系统模型；综合电网电压、电网电感、光伏并网逆变器直流侧等效电流源和直流电压环控制参数，计算慢系统模型各项系数，以各项系数定义能量函数，该函数在系统状态空间的非零点上始终为正值，通过分析能量函数的变化率得到其导数，以正值能量函数和负值导数构建慢系统暂态稳定第一判据；综合电网电压、电网电感、光伏并网逆变器直流侧等效电流源、直流电压环控制参数和锁相环控制参数，构建快系统的状态空间表示，求解状态矩阵的特征值模态，以所有特征值实部都为负作为原则，构建快系统暂态稳定的第二判据；若同时满足第一判据和第二判据，则弱电网故障下光伏并网逆变器暂态稳定，否则，光伏并网逆变器失稳。本专利技术通过上述方式构建的第本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种弱电网故障下光伏并网逆变器暂态稳定分析方法，其特征在于，所述光伏并网逆变器接入弱电网，其控制系统包括直流电压环、锁相环和交流电流环，所述弱电网故障为与光伏并网逆变器物理连接的电网电压跌落但不触发穿越算法切换的故障，该方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述慢系统模型如下：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一判据如下：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快系统模型如下：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二判据如下：状态矩阵[ABC]T的特征值的实部<0。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，将光伏并网逆变器的全阶模型各等式等号左边全部取0，联立求解得到的udc、δ即为udcslow、和δslow：
7.如权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
8.一种弱电网故障下光伏并网逆变器暂态稳定分析系统，其特征在于，包括：处理器和存储器；
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有
...【技术特征摘要】
1.一种弱电网故障下光伏并网逆变器暂态稳定分析方法，其特征在于，所述光伏并网逆变器接入弱电网，其控制系统包括直流电压环、锁相环和交流电流环，所述弱电网故障为与光伏并网逆变器物理连接的电网电压跌落但不触发穿越算法切换的故障，该方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述慢系统模型如下：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一判据如下：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述快系统模型如下：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二判据如下：状态矩阵[abc]t...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱东海，马玉梅，李建飞，陈保群，邹旭东，康勇，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：
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