【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及山区配电系统分布式光伏并网，具体为山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法及系统。
技术介绍
1、近年来，大量分布式光伏通过变流器接入山区配电网。传统变流器响应快速、控制灵活，但无法为系统提供惯性等支撑，给山区配电系统带来了巨大的挑战。为解决该问题，学者们提出了虚拟同步发电机(voltage source converter,vsg)控制。它能够在模拟传统同步发电机阻尼惯性特征的同时，为山区配电系统提供电压频率支撑，因此，虚拟同步发电机在分布式光伏并网领域中得到了广泛的应用。
2、然而，山区配电系统环境点多面广、路径情况复杂，易发生短路、接地等故障。山区配电系统故障工况下，vsg存在暂态失稳的风险，导致分布式光伏并网电压、并网电流等电气量出现周期性振荡，严重情况下可能导致分布式光伏脱网，影响其对山区配电系统的支撑能力。在山区配电系统故障工况下，vsg控制型分布式光伏暂态稳定性能受故障工况以及控制参数直接影响。山区配电系统故障工况下，vsg控制型分布式光伏的运行边界是评估其稳定运行能力的重要指标，是暂态调控方法制定及配电系统继电保护的重要参考。
3、山区配电系统故障往往伴随着配电网电压幅值的跌落以及配电网电压相位跳变。现有文献聚焦电压幅值跌落展开了系列研究，提出一种基于sigmoid函数与t-s模糊建模方法的逆变器暂态稳定性评估方法，通过使用该方法评估含逆变器的稳定运行域。基于扩展等面积法则，并借助于runge-kutta算法与最小二乘法等数学分析手段，对cct与cca进行定量分析。考虑电
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有的光伏稳定运行能力评估方法存在评估准确性低，电力系统的稳定性低，电力供应可靠性低，以及电力系统对故障的响应速度和效率低下的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，包括采集电力系统监测和控制数据；根据配电系统电压相位跳变影响输出配电系统不同工况下vsg的输出有功功率数学模型；基于电压相位跳变及阻尼项的影响输出故障期间vsg加速和减速面积；对比加速和减速面积输出极限切除角和vsg的极限切除时间。
4、作为本专利技术所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法的一种优选方案，其中：所述采集电力系统监测和控制数据包括采集电力系统运行参数、vsg特性参数以及故障特性和响应参数；
5、所述电力系统运行参数包括系统的电压幅值、系统的角频率以及无功功率；
6、所述vsg特性参数包括vsg的惯性常数、vsg的阻尼系数、vsg的参考有功功率设定值以及与电网连接的电感值；
7、所述故障特性和响应参数包括故障时刻的电网电压和频率变化数据和vsg的功角和功角变化率的实时数据。
8、作为本专利技术所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法的一种优选方案，其中：所述根据配电系统电压相位跳变影响输出配电系统不同工况下vsg的输出有功功率数学模型包括考虑配电系统电压相位跳变影响，输出故障期间vsg输出有功功率数学模型，表示为：
9、
10、其中，pe为vsg输出有功功率，u为vsg输出端电压，ug为电网电压，δ为vsg有功功率控制环路输出的虚拟功角值，lg为vsg与电网之间的线路电感，θ为电网电压的相位跳变值，θ为正值表示电网电压相位的突然增加，定义为正跳变，θ为负值表示电网电压相位的突然减小，定义为负跳变，ω为角速度；
11、进一步输出vsg输出端电压u，vsg的无功功率环路控制数学模型表示为：
12、qref-qe＝-n(un-uref)
13、其中，qref和qe分别为vsg的无功功率指令值和实际输出值，n为无功功率-电压下垂系数，uref为vsg端电压指令值，电压误差跟随时认为u＝uref，un为逆变器额定电压幅值；
14、计及电网电压相位跳变的vsg输出无功功率数学模型表示为：
15、
16、其中，qe为vsg的实际输出值，u为vsg输出端电压，ug为电网电压，lg为vsg与电网之间的线路电感。
17、作为本专利技术所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法的一种优选方案，其中：所述根据配电系统电压相位跳变影响输出配电系统不同工况下vsg的输出有功功率数学模型包括考虑电网电压相位跳变的vsg输出电压数学模型表示为：
18、
19、其中，u为vsg输出端电压，ug为电网电压，lg为vsg与电网之间的线路电感；
20、输出不同工况下vsg的输出有功功率数学模型表示为：
21、
22、其中，pe为vsg输出有功功率，u为vsg输出端电压，ug为电网电压；
23、故障切除后，配电网电压相位跳变消失，θ＝0°，故障恢复期间vsg输出有功功率数学模型表示为：
24、
25、′
26、其中，pe为故障恢复期间vsg输出有功功率。
27、作为本专利技术所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法的一种优选方案，其中：所述基于电压相位跳变及阻尼项的影响输出故障期间vsg加速和减速面积包括输出故障期间vsg功角、功角变化率以及故障时长的数值序列，vsg有功功率环路的控制数学模型表示为：
28、
29、其中，pref为vsg的有功功率指令值，pe为vsg的有功功率实际输出值，d为阻尼系数，j为vsg的惯性常数，δ为vsg有功功率控制环路输出的虚拟功角值，t为故障时长；
30、利用runge-kutta算法输出计及配电网电压相位跳变的故障期间vsg功角、功角变化率以及故障时长之间数值解序列，表示为：
31、
32、其中，y(1)与y(2)分别代表vsg功角与功角变化率，yt＝0(1)与yt＝0(2)分别表示故障期间y(1)与y(2)的初始值，δn为vsg虚拟功角的稳定运行值，δ0为功角序列的初始值,满足δn＝δa＝arcsin(2prefωlg/(3ugnun))，t0为故障时长序列的初始值,满足t0＝0；
33、通过数值拟合，输出vsg功角变化率与功角，以及故障时长与功角之间的数学模型，分别对二维数值序列[dδ/dt,δ]、[t,δ]进行数值拟合，拟合范围为δ∈[δ0,本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于：所述采集电力系统监测和控制数据包括采集电力系统运行参数、VSG特性参数以及故障特性和响应参数；
3.如权利要求2所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于：所述根据配电系统电压相位跳变影响输出配电系统不同工况下VSG的输出有功功率数学模型包括考虑配电系统电压相位跳变影响，输出故障期间VSG输出有功功率数学模型，表示为：
4.如权利要求3所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于：所述根据配电系统电压相位跳变影响输出配电系统不同工况下VSG的输出有功功率数学模型包括考虑电网电压相位跳变的VSG输出电压数学模型表示为：
5.如权利要求4所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于：所述基于电压相位跳变及阻尼项的影响输出故障期间VSG加速和减速面积包括输出故障期间VSG功角、功角变化率以及故障时长的数值序列，VSG有功功率环路的控
6.如权利要求5所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于：所述基于电压相位跳变及阻尼项的影响输出故障期间VSG加速和减速面积包括利用Runge-Kutta算法输出故障恢复期间VSG功角、功角变化率之间数值解序列，表示为：
7.如权利要求6所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于：所述对比加速和减速面积输出极限切除角和VSG的极限切除时间包括首先令δc＝δA，对比S加速与S减速大小；
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法的系统，其特征在于：包括初始化模块，VSG的输出有功功率模型构建模块，故障期间VSG加速面积构建模块，故障期间VSG减速面积构建模块，极限切除角输出模块，VSG的极限切除时间输出模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法的步骤。
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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于：所述采集电力系统监测和控制数据包括采集电力系统运行参数、vsg特性参数以及故障特性和响应参数；
3.如权利要求2所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于：所述根据配电系统电压相位跳变影响输出配电系统不同工况下vsg的输出有功功率数学模型包括考虑配电系统电压相位跳变影响，输出故障期间vsg输出有功功率数学模型，表示为：
4.如权利要求3所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于：所述根据配电系统电压相位跳变影响输出配电系统不同工况下vsg的输出有功功率数学模型包括考虑电网电压相位跳变的vsg输出电压数学模型表示为：
5.如权利要求4所述的山区配电系统的分布式光伏稳定运行能力评估方法，其特征在于：所述基于电压相位跳变及阻尼项的影响输出故障期间vsg加速和减速面积包括输出故障期间vsg功角、功角变化率以及故障时长的数值序列，vsg有功功率环路的控制数学模型表示为：
6.如权利要求5所述的山区配电系统的分布式光伏...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑友卓，李新皓，宋子宏，付宇，肖小兵，王扬，刘安茳，杨叶奎，郝树青，苗宇，张锐锋，陈宇，蔡永翔，李跃，吴鹏，张恒荣，张洋，邓松，黄如云，王冕，吕黔苏，樊磊，刘卓娅，龙秋风，李前敏，王卓月，班诗雪，何明君，张松，樊科，何肖蒙，何心怡，丁江桥，代吉玉蕾，欧阳泽宇，郑书毅，黎安俊，华龙，吴聪聪，金庆远，吴应双，熊锦航，刘亮，王明伟，王竹，陈开雷，田橙，李华鹏，杨忠，潘富祥，周西南，郭刀，何鹏，李巍，罗朝逸，汤康，李星凯，王峰，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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