柔性互联系统大扰动稳定性分析方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种柔性互联系统大扰动稳定性分析方法、装置、设备及介质，其中，方法包括：建立柔性互联系统的简化电路模型；根据所述简化电路模型构建直流侧混合势函数和各台区混合势函数；根据所述直流侧混合势函数得到直流侧稳定判据；根据所述各台区混合势函数得到在直流侧影响下的各台区稳定判据；将所述直流侧稳定判据和各台区稳定判据进行合并得到柔性互联系统的大信号稳定性判据。本发明专利技术能够适用于绝大多数低压台区柔性互联场景。于绝大多数低压台区柔性互联场景。于绝大多数低压台区柔性互联场景。

【技术实现步骤摘要】
柔性互联系统大扰动稳定性分析方法、装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及电力电子变流器稳定性分析
，特别是涉及一种柔性互联系统大扰动稳定性分析方法、装置、设备及介质。

技术介绍

[0002]随着“双碳”目标的提出以及微网技术的发展，传统配电台区面临难以扩建、难以大规模消纳分布式能源以及无法实现功率互动等诸多困难。柔性互联配电技术通过电力电子变流器在配电台区附近构建低压直流母线，既能实现配电台区之间的灵活互动，又能通过直流母线消纳分布式能源，是改变传统单变压器台区运行现状、提升台区供电水平的解决方案。但大比例电力电子设备的接入使柔性互联系统呈现低惯性、弱阻尼等特点，因此系统稳定性问题较为突出。
[0003]现有对直流系统的稳定性分析研究可分为小信号和大信号两类。小信号稳定性分析主要针对小幅度或短时的扰动，如发电机输出功率的小幅波动，储能系统充放电引起参数变化以及线路参数扰动等，评估小扰动对系统的影响。常见的小扰动分析主要是基于状态空间模型的特征值法和基于等效阻抗模型的阻抗分析法。但小信号稳定只能确保系统在平衡点附近渐近稳定，当系统的运行状态偏离平衡点较远时，通过局部线性化得到的小信号模型往往是无效的，因此需要对系统建立大信号模型。大信号稳定性分析通常以李雅普诺夫第二法为基础，根据李雅普诺夫函数刻画系统的吸引域，但只能得到系统稳定的充分条件，即吸引域具有保守性。LF选取得越合适，吸引域的保守性就越低，估计吸引域越接近真实吸引域，因此构造合适的LF是分析系统大信号稳定性问题的关键。但现有研究大多针对某一特定拓扑，没有适用于绝大多数系统的统一的分析方法

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种柔性互联系统大扰动稳定性分析方法、装置、设备及介质，能够适用于绝大多数低压台区柔性互联场景。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种柔性互联系统大扰动稳定性分析方法，包括以下步骤：
[0006]建立柔性互联系统的简化电路模型；
[0007]根据所述简化电路模型构建直流侧混合势函数和各台区混合势函数；
[0008]根据所述直流侧混合势函数得到直流侧稳定判据；
[0009]根据所述各台区混合势函数得到在直流侧影响下的各台区稳定判据；
[0010]将所述直流侧稳定判据和各台区稳定判据进行合并得到柔性互联系统的大信号稳定性判据。
[0011]所述建立柔性互联系统的简化电路模型时，将台区等效为直流系统，将直流侧设备根据控制策略等效为恒功率负载、恒电流负载或恒阻抗负载。
[0012]所述直流侧混合势函数表示为：
其中，P(i,v)为直流侧混合势函数，v
dc
表示直流侧电压，i
oK
表示第K个台区的直流侧电流，P
CPL
表示恒功率负载的功率，R
L
表示恒阻抗负载的电阻。
[0013]所述各台区混合势函数表示为：其中，P
k
(i,v)为第k个台区的台区混合势函数，v
dc
表示直流侧电压，i
oK
表示第K个台区的直流侧电流，P
CPL
表示恒功率负载的功率，R
L
表示恒阻抗负载的电阻，R
f
表示变流器和电网之间的等效电阻，i
dk
表示第k个变流器的电流，v
dk
表示第k个变流器的电压。
[0014]所述根据所述直流侧混合势函数得到直流侧稳定判据，具体为：
[0015]计算所述直流侧混合势函数中电流势函数对电流变量的二阶偏导数；
[0016]计算所述直流侧混合势函数中电压势函数对电压变量的二阶偏导数；
[0017]令所述电流变量的二阶偏导数的最小特征值和所述电压变量的二阶偏导数的最小特征值之和大于0，得到直流侧稳定判据。
[0018]所述根据所述各台区混合势函数得到在直流侧影响下的各台区稳定判据，具体为：
[0019]计算所述各台区混合势函数中电流势函数对电流变量的二阶偏导数；
[0020]计算所述各台区混合势函数中电压势函数对电压变量的二阶偏导数；
[0021]令所述电流变量的二阶偏导数的最小特征值和所述电压变量的二阶偏导数的最小特征值之和大于0，得到各台区稳定判据。
[0022]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种柔性互联系统大扰动稳定性分析装置，包括：
[0023]建立模块，用于建立柔性互联系统的简化电路模型；
[0024]构建模块，用于根据所述简化电路模型构建直流侧混合势函数和各台区混合势函数；
[0025]第一稳定判据模块，用于根据所述直流侧混合势函数得到直流侧稳定判据；
[0026]第二稳定判据模块，用于根据所述各台区混合势函数得到在直流侧影响下的各台区稳定判据；
[0027]合并模块，用于将所述直流侧稳定判据和各台区稳定判据进行合并得到柔性互联系统的大信号稳定性判据。
[0028]所述建立模块在建立柔性互联系统的简化电路模型时，将台区等效为直流系统，将直流侧设备根据控制策略等效为恒功率负载、恒电流负载或恒阻抗负载。
[0029]所述直流侧混合势函数表示为：其中，P(i,v)为直流侧混合势函数，v
dc
表示直流侧电压，i
oK
表示第K个台区的直流侧电流，P
CPL
表示恒功率负载的功率，R
L
表示恒阻抗负载的电阻。
[0030]所述各台区混合势函数表示为：其中，P
k
(i,v)为第k个台区的台区混合势函数，v
dc
表示直流侧电压，i
oK
表示第K个台区的直流侧电流，P
CPL
表示恒功率负载的功率，R
L
表示恒阻抗负载的电阻，R
f
表示变流器和电网之间的等效电阻，i
dk
表示第k个变流器的电流，v
dk
表示第k个变流器的电压。
[0031]所述第一稳定判据模块包括：
[0032]第一计算单元，用于计算所述直流侧混合势函数中电流势函数对电流变量的二阶偏导数；
[0033]第二计算单元，用于计算所述直流侧混合势函数中电压势函数对电压变量的二阶偏导数；
[0034]第一稳定判据获取单元，用于令所述电流变量的二阶偏导数的最小特征值和所述电压变量的二阶偏导数的最小特征值之和大于0，得到直流侧稳定判据。
[0035]所述第二稳定判据模块包括：
[0036]第三计算单元，用于计算所述各台区混合势函数中电流势函数对电流变量的二阶偏导数；
[0037]第四计算单元，用于计算所述各台区混合势函数中电压势函数对电压变量的二阶偏导数；
[0038]第二稳定判据获取单元，用于令所述电流变量的二阶偏导数的最小特征值和所述电压变本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性互联系统大扰动稳定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：建立柔性互联系统的简化电路模型；根据所述简化电路模型构建直流侧混合势函数和各台区混合势函数；根据所述直流侧混合势函数得到直流侧稳定判据；根据所述各台区混合势函数得到在直流侧影响下的各台区稳定判据；将所述直流侧稳定判据和各台区稳定判据进行合并得到柔性互联系统的大信号稳定性判据。2.根据权利要求1所述的柔性互联系统大扰动稳定性分析方法，其特征在于，所述建立柔性互联系统的简化电路模型时，将台区等效为直流系统，将直流侧设备根据控制策略等效为恒功率负载、恒电流负载或恒阻抗负载。3.根据权利要求1所述的柔性互联系统大扰动稳定性分析方法，其特征在于，所述直流侧混合势函数表示为：其中，P(i,v)为直流侧混合势函数，v
dc
表示直流侧电压，i
oK
表示第K个台区的直流侧电流，P
CPL
表示恒功率负载的功率，R
L
表示恒阻抗负载的电阻。4.根据权利要求1所述的柔性互联系统大扰动稳定性分析方法，其特征在于，所述各台区混合势函数表示为：其中，P
k
(i,v)为第k个台区的台区混合势函数，v
dc
表示直流侧电压，i
oK
表示第K个台区的直流侧电流，P
CPL
表示恒功率负载的功率，R
L
表示恒阻抗负载的电阻，R
f
表示变流器和电网之间的等效电阻，i
dk
表示第k个变流器的电流，v
dk
表示第k个变流器的电压。5.根据权利要求1所述的柔性互联系统大扰动稳定性分析方法，其特征在于，所述根据所述直流侧混合势函数得到直流侧稳定判据，具体为：计算所述直流侧混合势函数中电流势函数对电流变量的二阶偏导数；计算所述直流侧混合势函数中电压势函数对电压变量的二阶偏导数；令所述电流变量的二阶偏导数的最小特征值和所述电压变量的二阶偏导数的最小特征值之和大于0，得到直流侧稳定判据。6.根据权利要求1所述的柔性互联系统大扰动稳定性分析方法，其特征在于，所述根据所述各台区混合势函数得到在直流侧影响下的各台区稳定判据，具体为：计算所述各台区混合势函数中电流势函数对电流变量的二阶偏导数；计算所述各台区混合势函数中电压势函数对电压变量的二阶偏导数；令所述电流变量的二阶偏导数的最小特征值和所述电压变量的二阶偏导数的最小特征值之和大于0，得到各台区稳定判据。7.一种柔性互联系统大扰动稳定性分析装置，其特征在于，包括：建立模块，用于建立柔性互联系统的简化电路模型；构建模块，用于根据所述简化电路模型构建直流侧混合势函数和各台区混合势函数；
第一稳定判据模块，用于根据所述直流侧混合势函数得到直流侧稳定判据；第二稳定判据模块，用于根据所述各台区混合势...

【专利技术属性】
技术研发人员：季宇，宁昕，邵瑶，熊雄，徐旖旎，张海，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：