[发明专利]一种评估并网变换器暂态稳定性的方法、装置及存储介质

说明书

本发明公开了一种评估并网变换器暂态稳定性的方法、装置及存储介质，该方法包括步骤：获取VSC的电流随时间变化的第一曲线；判断第一曲线是否遇到不返回点；若是，则绘制VSC的直流电容两端的不平衡功率与电流之间的第二曲线，根据第二曲线计算得到VSC的失稳数值；若否，则绘制VSC的直流电压误差随时间变化的第三曲线，根据第三曲线得到拟合曲线，并计算拟合曲线的衰减系数；当衰减系数大于0，则得到VSC的失稳数值；当衰减系数不大于0，则绘制VSC的直流电容两端的不平衡功率与电流之间的第四曲线，并构造虚拟不返回点，并计算得到VSC的稳定裕度。本发明能定量评估VSC直流电压的稳定裕度，弥补了目前仅能通过数值仿真来分析VSC直流电压暂态稳定的技术缺陷。

技术领域

本发明涉及电气设备暂态稳定性分析的技术领域，尤其涉及一种评估并网变换器暂态稳定性的方法、装置及存储介质。

背景技术

集中和分布式可再生能源发电(如风力、光伏发电)等的快速发展，使得电压源型并网变换器(Voltage Source Converters，VSCs)广泛分布于现代电力系统。VSC的直流电压(直流母线电容的状态量)在系统暂态条件下会因能量的积累与交换出现单调变化和持续振荡等失稳问题。

但现有技术对于逆变器的暂态稳定性分析一般针对的是采用虚拟同步发电机(VSG)控制策略或下垂控制策略的逆变器。但目前，电力系统中的VSC并网装备普遍采用的仍是基于端电压定向的矢量控制策略。而且VSC和常规同步发电机的装备特性存在较大的区别，针对同步发电机的暂态稳定性定量评估方法—EEAC法无法直接应用于VSC直流电压暂态稳定性的定量评估；基于VSG和下垂控制策略的VSC与基于矢量控制策略的VSC，两者在动态特性上差别巨大。因此，适用于基于VSG和下垂控制策略的VSC的暂态稳定性分析和判断方法，无法适用于基于矢量控制策略的VSC，导致基于端电压定向的矢量控制策略下的VSC，其直流电压暂态稳定裕度的定量评估技术存在大片空白，目前主要依赖于数值仿真的方法，但单纯的数值仿真无法提供稳定性的定量信息。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种评估并网变换器暂态稳定性的方法、装置及存储介质，能提供用于衡量VSC直流电压暂态稳定裕度的定量评估指标。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种评估并网变换器暂态稳定性的方法，包括以下步骤：

获取并网变换器的电流随时间变化的第一曲线；

判断所述第一曲线是否遇到不返回点；

若是，则绘制所述并网变换器的直流电容两端的不平衡功率与所述电流之间的第二曲线，根据所述第二曲线计算得到所述并网变换器单调发散的失稳数值；

若否，则绘制所述并网变换器的直流电压误差随时间变化的第三曲线，得到所述第三曲线的若干个第一拐点，根据所述第一拐点拟合得到拟合曲线，并计算所述拟合曲线的衰减系数；

当所述衰减系数大于0，则得到所述并网变换器振荡发散的失稳数值为所述衰减系数；

当所述衰减系数不大于0，则绘制该情况下对应的所述并网变换器的直流电容两端的不平衡功率与所述电流之间的第四曲线，并在所述第四曲线上构造虚拟不返回点，得到虚拟的第五曲线，并根据所述第五曲线计算得到所述并网变换器稳定轨迹不单调发散的稳定裕度。

优选地，所述获取并网变换器的电流随时间变化的第一曲线，具体包括：

建立仿真模型，以所述并网变换器的直流电压误差和有功电流为观测对象，通过数值积分获取所述并网变换器的电流随时间变化的第一曲线，所述数值积分为其中，i_di为所述并网变换器的有功电流；Δu_dc为所述并网变换器的直流电压误差；k_idc为所述并网变换器的直流电压PI控制器的积分参数；U_dc为所述并网变换器的直流电压；为所述并网变换器的直流电压参考值。