【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统稳定性评估，具体涉及一种基于耗散能流的mmc稳定性分析方法及系统。
技术介绍
1、随着柔性输电技术的发展，模块化多电平换流器(modular multilevelconverter，mmc)在中长距离交-直-交柔性高压输电领域得到了广泛应用；然而实际运行中，由于mmc结构或控制器与外部系统的相互作用，mmc并网系统中的次同步振荡(sub-synchronous oscillation，sso)问题时常发生，对电力系统的安全稳定运行提出了挑战。针对上述问题，一般采用三种方法来分析mmc的sso特性，分别是时域分析法、特征值分析法与频域分析法。
2、时域分析法例如文献[李探,赵成勇,aniruddha m.gole.mmc-hvdc内部谐波模态识别及其稳定性分析[j].中国电机工程学报,2017,37(08):2185-2196]，这类方法通过构建故障后mmc互联系统的电磁暂态模型，并沿故障轨迹对系统方程进行数值积分以求取非线性微分方程组近似解，其优点在于能够构建详细的系统模型并获取系统各变量的时域响应曲线，结果精确度高；但时域分析法计算量庞大，需要较长的处理时间，且难以获取系统稳定程度的定量信息以及sso产生机理。
3、特征值分析法例如文献[徐梓高,杨桂森,刘瑜超等.模块化多电平换流器数学建模方法综述[j].东北电力大学学报,2023,43(6):8-16]，这类方法基于稳态工作点附近的mmc系统线性化小信号模型，获取系统矩阵特征值，其优点在于分析精确，普适性强，能提供完整的mmc小扰
4、频域分析法包括阻抗分析法、复转矩分析法等，实际应用中以阻抗分析法为多，阻抗分析法例如文献[wu h,wang x and kocewiaklh.impedance-based stabilityanalysis of voltage-controlled mmcs feeding linear ac systems[j].ieee journalof emerging and selected topics in power electronics,2020,8(4):4060-4074]，这类方法将mmc、电网、风机等视为相互独立的子系统，分别建立各子系统的频域阻抗模型，再利用广义nyquist判据判定互联系统的稳定性；阻抗分析法物理意义明确，且通过系统分块降阶规避了“维数灾”问题，其缺点在于需要研究多输入多输出(multiple-in multiple-out，mimo)系统稳定性，分析难度较高，且mimo导致判据保守性大。
5、综上，鉴于现有方法的局限性，亟需一种迅速、准确的mmc次同步振荡稳定性分析方法以满足系统在线稳定性评定的需求。
技术实现思路
1、鉴于上述，本专利技术提供了一种基于耗散能流的mmc稳定性分析方法及系统，其运用耗散能流理论进行稳定性分析，判据简洁，计算量小，仅需通过广域测量系统(wide areameasurement system，wams)数据即可实现对次同步振荡下mmc交流侧端口等效附加阻尼的估计，从而判断发生次同步振荡时mmc对整体系统稳定性的影响。
2、一种基于耗散能流的mmc稳定性分析方法，包括如下步骤：
3、(1)采集次同步振荡故障发生时mmc交流侧端口的wams数据，并对数据进行带通滤波以提取其中的次同步扰动分量；
4、(2)根据次同步扰动分量实时计算mmc交流侧端口的耗散能流平均变化率；
5、(3)根据耗散能流平均变化率评估mmc对电力系统稳定性的影响。
6、进一步地，所述步骤(1)中通过相量测量单元(phase measurement unit，pmu)采集次同步振荡故障发生时mmc交流侧端口的wams数据，所述wams数据包括mmc的并网点电压和电流以及锁相角。
7、进一步地，当次同步振荡故障发生时，mmc并网点电压和电流中会包含有频率为fr的次同步扰动分量，对并网点电压和电流进行park变换，对应的dq信号中次同步扰动分量的频率会发生变化；考虑到mmc子模块电容电压的脉动，并网点电压和电流的dq信号以及锁相角均包含稳态分量、频率为fs的次同步扰动分量以及高次谐波扰动分量，fr与fs之和即为基频频率(50hz)，因此对并网点电压和电流的dq信号以及锁相角进行带通滤波即可提取出其中的次同步扰动分量。
8、进一步地，所述步骤(2)中通过以下公式实时计算mmc交流侧端口的耗散能流平均变化率：
9、
10、其中：表示k时刻mmc交流侧端口的耗散能流平均变化率，k为自然数，表示向上取整，tsamp为wams数据的采样周期，ts为扰动周期即ts＝1/fs，δid(n)和δiq(n)分别表示并网点电流d轴信号和q轴信号的次同步扰动分量在n时刻的数值，δvd(n)和δvq(n)分别表示并网点电压d轴信号和q轴信号的次同步扰动分量在n时刻的数值，δθ(n)表示锁相角的次同步扰动分量在n时刻的数值，δpe(n)为mmc并网点在n时刻输出的有功功率。
11、进一步地，所述步骤(3)根据耗散能流平均变化率评估mmc对电力系统稳定性的影响，若大于0，即表明对应时段mmc的等效附加阻尼为负，mmc削弱了系统的稳定性；若小于0，即表明对应时段mmc的等效附加阻尼为正，mmc增强了系统的稳定性。
12、一种基于耗散能流的mmc稳定性分析系统，包括：
13、数据采集处理模块，用于采集次同步振荡故障发生时mmc交流侧端口的wams数据，并对数据进行带通滤波以提取其中的次同步扰动分量；
14、计算模块，根据次同步扰动分量实时计算mmc交流侧端口的耗散能流平均变化率；
15、分析模块，根据耗散能流平均变化率评估mmc对电力系统稳定性的影响。
16、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器用于执行该计算机程序以实现上述基于耗散能流的mmc稳定性分析方法。
17、一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时以实现上述基于耗散能流的mmc稳定性分析方法。
18、本专利技术创新性地使用耗散能流来评估次同步振荡下mmc对系统稳定性的影响，无需预先获知mmc详细参数，也无需考虑mmc复杂的内部动态特性，从而大大增加了工程可行性、降低了计算量，为复杂系统内次同步振荡的实时在线分析提供了一种参考方案。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于耗散能流的MMC稳定性分析方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的MMC稳定性分析方法，其特征在于：所述步骤(1)中通过相量测量单元采集次同步振荡故障发生时MMC交流侧端口的WAMS数据，所述WAMS数据包括MMC的并网点电压和电流以及锁相角。
3.根据权利要求2所述的MMC稳定性分析方法，其特征在于：当次同步振荡故障发生时，MMC并网点电压和电流中会包含有频率为fr的次同步扰动分量，对并网点电压和电流进行Park变换，对应的dq信号中次同步扰动分量的频率会发生变化；考虑到MMC子模块电容电压的脉动，并网点电压和电流的dq信号以及锁相角均包含稳态分量、频率为fs的次同步扰动分量以及高次谐波扰动分量，fr与fs之和即为基频频率，因此对并网点电压和电流的dq信号以及锁相角进行带通滤波即可提取出其中的次同步扰动分量。
4.根据权利要求3所述的MMC稳定性分析方法，其特征在于：所述步骤(2)中通过以下公式实时计算MMC交流侧端口的耗散能流平均变化率：
5.根据权利要求4所述的MMC稳定性分析方法，其特征在于：所述步骤(3)
6.一种基于耗散能流的MMC稳定性分析系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的MMC稳定性分析系统，其特征在于：所述计算模块通过以下公式实时计算MMC交流侧端口的耗散能流平均变化率：
8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，其特征在于：所述存储器中存有计算机程序，所述处理器用于执行该计算机程序以实现如权利要求1～5任一权利要求所述的MMC稳定性分析方法。
9.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时以实现如权利要求1～5任一权利要求所述的MMC稳定性分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于耗散能流的mmc稳定性分析方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的mmc稳定性分析方法，其特征在于：所述步骤(1)中通过相量测量单元采集次同步振荡故障发生时mmc交流侧端口的wams数据，所述wams数据包括mmc的并网点电压和电流以及锁相角。
3.根据权利要求2所述的mmc稳定性分析方法，其特征在于：当次同步振荡故障发生时，mmc并网点电压和电流中会包含有频率为fr的次同步扰动分量，对并网点电压和电流进行park变换，对应的dq信号中次同步扰动分量的频率会发生变化；考虑到mmc子模块电容电压的脉动，并网点电压和电流的dq信号以及锁相角均包含稳态分量、频率为fs的次同步扰动分量以及高次谐波扰动分量，fr与fs之和即为基频频率，因此对并网点电压和电流的dq信号以及锁相角进行带通滤波即可提取出其中的次同步扰动分量。
4.根据权利要求3所述的mmc稳定性分析方法，其特征在于：所述步骤(2)中通过以下公式实时计算mmc交流侧端口...
【专利技术属性】
技术研发人员：于源，呼思乐，王渊，陈俊杰，马潇婷，白伟，李晔，杨帅，杨兴曦，项基，
申请(专利权)人：内蒙古电力集团有限责任公司内蒙古电力经济技术研究院分公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。