【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力系统故障后暂态稳定性评估，特别涉及一种多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制方法及装置。
技术介绍
1、随着风能、光伏等新能源发电装机容量的迅速增长，新能源发电在电力系统中的普及率不断提高，新能源发电机组常使用电压源型逆变器将直流电转换为交流电，以便与交流电网连接，因此，分析和提升逆变器在大扰动下的暂态稳定性对于维护电网的安全稳定运行至关重要。
2、相关技术中，与小扰动稳定控制相比，关于逆变器的大扰动稳控技术目前处于起步阶段，目前，下垂控制时逆变器输出电流过大限幅后会严重影响并网系统的暂态稳定性，并在逆变器输出功率扰动和故障时，提出虚拟功率角以量化电流限幅对暂态稳定性的影响机理，针对有功频率下垂特性进行改进，提升了单个逆变器并网暂态稳定性。
3、然而，相关技术中，没有考虑多逆变器设备输出电流限幅后相互影响对暂态稳定性提升的作用，仅关注单个逆变器连接无穷大系统的暂态稳定提升策略，缺乏适用于新能源多机并网系统的暂态稳定协调控制方法，亟需改进。
技术实现思路
1、本申请提供一种多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制方法及装置，以解决相关技术中，没有考虑多逆变器设备输出电流限幅后相互影响对暂态稳定性提升的作用，仅关注单个逆变器连接无穷大系统的暂态稳定提升策略，缺乏适用于新能源多机并网系统的暂态稳定协调控制方法等问题。
2、本申请第一方面实施例提供一种多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制方法，包括以下步骤：构建基于虚拟同步机控制的多机
3、可选地，在本申请的一个实施例中，所述构建基于虚拟同步机控制的多机新能源并网系统，包括：利用有功和无功功率环路获得逆变器的电压幅值和频率的参考值；基于vsg的数学模型，控制内部电压环和电流环跟踪所述电压幅值和频率的参考值。
4、可选地，在本申请的一个实施例中，所述vsg的数学模型的表达式为：
5、
6、其中，pref、qref为参考有功、无功功率，p、q为逆变器输出有功、无功功率，kp为有功下垂系数，ω*为端口电压的参考频率，ωref为额定角频率，eref为逆变器出口额定电压幅值，j为有功控制中引入的虚拟惯量，θ为ω*的积分值，e为逆变器出口电压。
7、可选地，在本申请的一个实施例中，所述拟定故障发生电流限幅后的逆变器主从协调暂态稳定集群控制策略，包括：当新能源场站内不同新能源机组距离小于预设距离时，将装机容量大于预设阈值的集电线路送出电流相位作为信号发出源，并将其他不同集电线路上的逆变器作为相位信号接收单元，使得在故障发生时各逆变器输出电流顶限后，根据预设主-从协同控制原则，控制从属逆变器输出电流相位与主控逆变器电流相位相同，使得汇集母线输出电流幅值最大化。
8、可选地，在本申请的一个实施例中，所述构建所述多机新能源并网系统的单机无穷大等效模型，以基于所述构建故障后功角函数模型，以量化所述逆变器主从协调暂态稳定集群控制策略对暂态稳定裕度的提高数据，包括：针对所述单机无穷大等效模型，设置系统发生故障，记录故障切除时功率角数值；基于最大电流值和故障恢复后系统电压计算功率极限切除角，判断所述逆变器主从协调暂态稳定集群控制策略下系统暂态稳定性。
9、本申请第二方面实施例提供一种多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制装置，包括：构建模块，用于构建基于虚拟同步机控制的多机新能源并网系统；拟定模块，用于拟定故障发生电流限幅后的逆变器主从协调暂态稳定集群控制策略；以及协调控制模块，用于构建所述多机新能源并网系统的单机无穷大等效模型，以基于所述构建故障后功角函数模型，以量化所述逆变器主从协调暂态稳定集群控制策略对暂态稳定裕度的提高数据，确定最终多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制。
10、可选地，在本申请的一个实施例中，所述构建模块，包括：生成单元，用于利用有功和无功功率环路获得逆变器的电压幅值和频率的参考值；控制单元，用于基于vsg的数学模型，控制内部电压环和电流环跟踪所述电压幅值和频率的参考值。
11、可选地，在本申请的一个实施例中，所述vsg的数学模型的表达式为：
12、
13、其中，pref、qref为参考有功、无功功率，p、q为逆变器输出有功、无功功率，kp为有功下垂系数，ω*为端口电压的参考频率，ωref为额定角频率，eref为逆变器出口额定电压幅值，j为有功控制中引入的虚拟惯量，θ为ω*的积分值，e为逆变器出口电压。
14、可选地，在本申请的一个实施例中，所述拟定模块，包括：控制单元，用于当新能源场站内不同新能源机组距离小于预设距离时，将装机容量大于预设阈值的集电线路送出电流相位作为信号发出源，并将其他不同集电线路上的逆变器作为相位信号接收单元，使得在故障发生时各逆变器输出电流顶限后，根据预设主-从协同控制原则，控制从属逆变器输出电流相位与主控逆变器电流相位相同，使得汇集母线输出电流幅值最大化。
15、可选地，在本申请的一个实施例中，所述协调控制模块，包括：记录单元，用于针对所述单机无穷大等效模型，设置系统发生故障，记录故障切除时功率角数值；判断单元，用于基于最大电流值和故障恢复后系统电压计算功率极限切除角，判断所述逆变器主从协调暂态稳定集群控制策略下系统暂态稳定性。
16、本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制方法。
17、本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制方法。
18、本申请实施例可以通过构建基于虚拟同步机控制的多机并网系统模型和基于暂态稳定集群协调控制的多机并网模型，并对多机系统构建单机无穷大等效模型，进而构建故障后功角函数模型，量化逆变器主从协调暂态稳定集群控制策略对暂态稳定裕度的提高数据，确定最终多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制，本申请实施例综合考虑了多逆变器之间的故障穿越配合对提升暂态稳定性的作用，概念清晰，实现简单，适用于分布式发电的无通讯的多机协调控制提升暂稳特性，对未来实际工程具有指导与借鉴意义。由此，解决了相关技术中，没有考虑多逆变器设备输出电流限幅后相互影响对暂态稳定性提升的作用，仅关注单个逆变器连接无穷大系统的暂态稳定提升策略，缺乏适用于新能源多机并网系统的暂态稳定协调控制方法等问题。
19、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建基于虚拟同步机控制的多机新能源并网系统，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述VSG的数学模型的表达式为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拟定故障发生电流限幅后的逆变器主从协调暂态稳定集群控制策略，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建所述多机新能源并网系统的单机无穷大等效模型，以基于所述构建故障后功角函数模型，以量化所述逆变器主从协调暂态稳定集群控制策略对暂态稳定裕度的提高数据，包括：
6.一种多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制装置，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述构建模块，包括：
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述VSG的数学模型的表达式为：
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-5任一项所述的多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种多机新能源并网系统的暂态稳定集群协调控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建基于虚拟同步机控制的多机新能源并网系统，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述vsg的数学模型的表达式为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拟定故障发生电流限幅后的逆变器主从协调暂态稳定集群控制策略，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建所述多机新能源并网系统的单机无穷大等效模型，以基于所述构建故障后功角函数模型，以量化所述逆变器主从协调暂态稳定集群控制策略对暂态稳定裕度的提高数据，包括：
6....
【专利技术属性】
技术研发人员：谢小荣，龚振，荆平，孙勇，李浩志，张世栋，张林利，于海东，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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