[发明专利]一种交直流混合供电系统及其阻抗在线聚合预测分析方法

说明书

本发明公开了一种交直流混合供电系统及其阻抗在线聚合预测分析方法，改变源变换器、荷变换器一、荷变换器二和荷变换器三的运行功率，分别得到源变换器、荷变换器一、荷变换器二和荷变换器三的阻抗幅值频率曲线和相应的阻抗相位频率曲线；根据荷总变换器的阻抗幅值频率曲线和相应的阻抗相位频率曲线，选取当前运行工况荷变换器总预测功率所对应的阻抗幅值频率曲线；在系统功率平衡下，判断预测时间段内系统直流端口是否处于稳定状态。本发明能提前预估判断系统在未来预测时间段内是否稳定，方便提前预防振荡失稳。

技术领域

本发明涉及交直流混合技术领域，具体涉及一种交直流混合供电系统阻抗在线聚合预测分析方法。

背景技术

交直流混合供电系统中新能源、储能、交直流负荷等电力电子变换装备的灵活控制虽然有利于快速响应负荷和供电的变化，增加系统灵活性，提升系统运行效率，但是与此同时，电力电子装置的非线性控制特征也深刻地影响了交直流混合供电系统的运行特性和行为，因为由于电力电子设备控制大量功率器件快速导通/关断的作用使得交直流混合供电系统在不同频段表现出不同的阻抗特性，尤其当直流负荷增大以及互联端口数增加时导致系统阻尼降低，甚至产生负阻尼，从而影响交直流混合供电系统稳定运行。

现有交直流混合供电系统阻抗稳定分析方法主要是离线针对特定运行场景进行稳定性判断，无法适应实时动态变化的真实应用场景，并且不能实时根据新能源/负荷预测功率进行阻抗在线分析，不能提前预估判断系统在未来预测时间段内是否稳定，无法提前告警通知运行人员采取预防性措施来提高交直流混合供电系统的稳定性，无法提前预防系统振荡失稳。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种交直流混合供电系统的稳定分析方法，解决了现有交直流混合供电系统目前不能实时根据新能源/负荷预测功率进行阻抗在线分析的问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：一种交直流混合供电系统，包括：交流电网、源变换器、荷变换器一、荷变换器二、荷变换器三、光伏电池、风机、负荷；

交流电网、源变换器、荷变换器一、光伏电池依次串联连接，荷变换器二的一端与风机相连，另一端与源变换器直流侧相连；荷变换器三一端与负荷相连，另一端与源变换器直流侧相连。

进一步的，所述源变换器为电压源变换器，荷变换器为功率源变换器。

一种交直流混合供电系统阻抗在线聚合预测分析方法，包括步骤：

通过仿真，改变源变换器、荷变换器一、荷变换器二和荷变换器三的运行功率，分别得到源变换器、荷变换器一、荷变换器二和荷变换器三的阻抗幅值频率曲线和相应的阻抗相位频率曲线；

基于荷总变换器阻抗等于荷变换器一的阻抗、荷变换器二的阻抗、荷变换器三的阻抗三者之间的并联阻抗计算，得到荷总变换器的阻抗幅值频率曲线和相应的阻抗相位频率曲线；

根据荷总变换器的阻抗幅值频率曲线和相应的阻抗相位频率曲线，选取当前运行工况荷变换器总预测功率所对应的阻抗幅值频率曲线；

在系统功率平衡下，判断第n个功率段源变换器预测功率Pn(源预测)下源变换器的第n条阻抗幅值频率曲线与第m个功率段荷变换器总预测功率Pm (荷总预测)下荷总变换器的第m条阻抗幅值频率曲线之间的阻抗交截点频率所对应的源变换器与荷总变换器预测阻抗的相位频率曲线的相位差是否大于 180°，若相位差大于180°，则判断预测时间段内系统直流端口将处于不稳定状态，否则判断预测时间段内系统直流端口处于稳定状态。

进一步的，改变源变换器的运行功率，得到源变换器的阻抗幅值频率曲线和相应的阻抗相位频率曲线，包括：