[发明专利]一种风场馈入系统动态稳定判断方法

说明书

本发明涉及一种风场馈入系统动态稳定判断方法。根据精密动态短路比模型IDSCR进行判断，精密动态短路比模型IDSCR在传统单馈入短路比的基础上增加了模型系数,模型系数中包含虚拟惯量控制的参数、数字控制参数以及串补电容的参数；精密动态短路比模型IDSCR的建立方法为根据风场馈入系统建立离散时间状态模型，并建立李雅普诺夫函数，最后基于压缩映射定理，建立精密动态短路比模型IDSCR。与现有技术相比，本发明具有考虑虚拟惯量控制、数字控制以及串补电容的影响，以及参数具有实时性等优点。

技术领域

本发明涉及电力电子控制领域，尤其是涉及一种风场馈入系统动态稳定判断方法。

背景技术

随着风能利用规模的发展，风电渗透率不断提高，局部地区的风电渗透率已达到50％。由于常规机组的关停，使得系统的等效惯量水平降低，系统强度下降。而受端电网的串补电容的存在会使得系统强度进一步降低，系统稳定性受到威胁。为了提高风电机组主动支撑电网的能力，直驱风机大量采用虚拟惯量控制以改善系统稳定性。传统的虚拟惯量控制采用的比例微分环节，其控制参数的不合理设置，使得其动态会激发直流侧电容动态变化。由于网侧采用直流环节控制，直流侧动态进一步使得网侧变流器的输出电压发生振荡。而数字控制所带来的影响会使该振荡进一步发散，危害风机并网稳定。如何准确评估风机并网稳定，显得至关重要。

传统单馈入短路比(short circuit ratio，SCR)可作为强度指标，来反映受端电网对于风机的支撑强度，由于传统短路比的计算采用额定参数，只能在规划阶段适用。倘若运用在运行过程中，因为虚拟惯量控制的参数的变化，以及控制环节的动态和数字控制影响使得馈入到并网点的功率不断变化。而并网点的串补度不断变化会使得最终使得计算的临界短路比值时不断变化。倘若用经验性临界数值来判断系统临界稳定，则会导致准确度不高。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种风场馈入系统动态稳定分析方法，以解决现有判断模型因未考虑虚拟惯量控制等因素所导致的精确度的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种风场馈入系统动态稳定判断方法，将风场馈入系统的实时数据输入精密动态短路比模型IDSCR进行判断，精密动态短路比模型IDSCR表达式为：

式中，K表示模型系数，M表示总时间，均表示增益系数，SCR表示风场馈入系统的单馈入短路比；

判断精密动态短路比模型IDSCR的输出数值：

若输出数值大于1，则系统动态稳定；

若输出数值等于1，则系统动态临界稳定；

若输出数值小于1，则判断是否满足第一条件：若是，则系统动态稳定；若否，则系统动态不稳定；

所述第一条件具体如下：在M时刻，存在一个正数λ，使得以下表达式成立：

γ_iu||u||≤λ||x_i(0)||

式中，γ_iu，x_i分别是增益函数值和所述风场馈入系统的子系统的解，表示增益系数。

进一步地，其特征在于，所述子系统的解x_i的表达式为：