[发明专利]一种海上岸电分频输电并网系统穿透能力计算方法

说明书

本发明涉及电力电子功率变换领域，特别涉及一种海上岸电分频输电并网系统穿透能力计算方法，主要包括：对岸电系统逆变装置的输出电压以及船舶发电机带载输出电压采集，建立系统静态性能指标；所述系统静态性能指标包括节点电压不越限、线路功率在允许范围内、各个发电机和无功补偿装置的出力不超过额定值；根据所述系统静态新能指标以及提取的电压采集信号，综合判断，满足并网条件后进行并网；并网后，采用基于下垂控制的模糊内模控制对岸电逆变装置的输出进行调节，完成船岸的柔性并网。通过本发明，一种海上岸电分频输电并网系统穿透能力计算方法，对岸电逆变装置的输出进行调节，简化了控制器参数设计，提高了控制精度、并网电压以及频率的稳定性。

技术领域

本发明涉及电力电子功率变换领域，特别涉及一种海上岸电分频输电并网系统穿透能力计算方法。

背景技术

岸电系统应用于岸电接入技术，是指船舶靠港期间，停止使用船舶上的发电机，而改用陆地电源供电。变频电源是岸电接入系统的核心，负责将岸上50HZ 交流电源通过AC-DC-AC变频环节转换为船舶所需的60HZ交流电源，当船舶发电系统与岸电系统并车时，即船舶发电系统检测岸电系统的电压满足条件后合上并网开关，将船舶发电系统并入岸电系统的过程，此时会产生较大的冲击，冲击电流会导致并网失败，或导致产生逆功率现象，当发生逆功率时，发电机的功率方向是由系统侧流向电机侧，此时从系统中吸取有功功率，发生逆功率会对电机造成不利影响。

并网系统对穿越功率极限的影响是并网系统技术评估的重要部分。基于静态安全约束计算风力发电穿越极限功率。当岸电接入系统时，首先需要考虑的是岸电系统的接入是否会引起系统静态安全性能的下降。岸电穿越功率极限的本质就是系统保持其静态安全性能的基础上所接受的最大风能。这些静态安全性能包括: 节点电压不越限、线路功率在允许范围内、各个发电机和无功补偿装置的出力不超过额定值。

发明内容

本发明目的为解决上述所提到的问题，提出了一种海上岸电分频输电并网系统穿透能力计算方法，包括：

对岸电系统逆变装置的输出电压以及船舶发电机带载输出电压采集，建立系统静态性能指标；所述系统静态性能指标包括节点电压不越限、线路功率在允许范围内、各个发电机和无功补偿装置的出力不超过额定值；根据所述系统静态新能指标以及提取的电压采集信号，综合判断，满足并网条件后进行并网；并网后，采用基于下垂控制的模糊内模控制对岸电逆变装置的输出进行调节，完成船岸的柔性并网。

可以理解的是，岸电系统穿越功率极限计算的问题等效为某一优化问题，即

maxP

s.t.h(x)＝0

g(x)≤0式中，等式约束条件h(x)＝0主要指系统要满足潮流约束。

进一步的，所述潮流约束，当岸电利用分频输电并入系统时，需要满足以下几组功率方程：

1)工频侧节点功率方程

工频侧节点功率方程与传统的交流系统潮流计算节电功率方程具有相同的形式，即

式中，P′_is、Q′_is为考虑分频系统后的修正输入的有功、无功功率，计算方法如下定义：

上述公式表明，与变频变压器直接相连的工频侧节点，其注入功率还需考虑低频侧通过变频器向工频侧注入的有功、无功功率。

2)低频侧节点功率方程

低频侧节点功率方程在形式上与工频侧节电功率方程类似，但是由于频率不同，一些物理量需要进行处理。其方程如下所示：