[发明专利]一种用于SVC与电网交互稳定性评估的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种用于SVC与电网交互稳定性评估的方法及其应用，包括：1构建考虑导通角、锁相环影响的晶闸管控制电抗器动态谐波域模型；2针对晶闸管控制电抗器与固定电容器型静止无功补偿器，构建含静止无功补偿器电力系统的动态谐波域模型；3确定静止无功补偿器与电网交互稳定性相关的系统状态矩阵；4计算出系统状态矩阵特征值，利用特征值分析方法对静止无功补偿器与电网交互稳定性进行评估；5基于静止无功补偿器的控制器参数对交互稳定性的影响，确定控制器参数的优化。本发明基于动态谐波域方程的建模方法能实现对静止无功补偿器多次谐波动态特性和耦合作用的计算，从而能准确评估SVC与电网交互稳定性，并提高控制系统设计效率。

技术领域

本发明涉及柔性输配电的电力系统建模技术领域，更具体地，涉及一种用于SVC与电网交互稳定性评估的方法及其应用。

背景技术

随着我国输配电网规模的不断扩大和各类用电负荷的快速增大，为保证电的电能质量，对系统无功优化和无功补偿的需求也越来越高。静止无功补偿装置作为一种典型的柔性交流输电设备可实现电网无功最优补偿、抑制电压波动、提高系统电压稳定性等优点，在电力系统柔性输配电领域得到广泛应用。然而，静止无功补偿器在运行过程中，将大量谐波电流注入电网中，导致电能质量恶化，甚至会引发系统振荡不稳定现象，因此准确评估静止无功补偿器与电网交互稳定性很有必要。

目前作为柔性输配电设备的静止无功补偿器并网研究主要集中于利用其对具有串联电容补偿的电力系统次同步振荡抑制策略，而SVC本身的快速响应能力会与电网产生明显耦合作用，导致系统发生振荡问题。而在SVC接入电网的稳定性评估问题上，现有研究主要探讨了基于RTDS仿真记录存在低频振荡现象，但并未给出具体的理论分析。同时SVC的精确模型建立是评估SVC与电网交互稳定性前提，而多数文献将静止无功补偿器等效为基频线性化模型，而未能从谐波耦合特性分析SVC与电网交互稳定性，忽略了系统内部多次谐波动态特性和谐波耦合作用。有少数相关文献虽然建立了SVC的开环DHD模型并验证了该模型在扰动下的阶跃响应，但该模型并涉及到TCR的导通角和锁相环的对模型的影响，且模型也不涉及到控制环节。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中存在的不足之处，提供一种基于SVC与电网交互稳定性的评估方法及其应用，以期能建立考虑导通角、锁相环影响的晶闸管控制电抗器动态谐波域模型，并能建立含静止无功补偿器电力系统的闭环DHD模型，从而能准确地评估SVC与电网交互稳定性问题，并提高SVC控制系统设计效率，进而能提高输配电网的可靠性。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

本发明一种用于SVC与电网交互稳定性评估的方法的特点在于，包括：

步骤1、构建考虑导通角、锁相环影响的晶闸管控制电抗器动态谐波域模型；

步骤2、针对晶闸管控制电抗器与固定电容器型静止无功补偿器，构建含静止无功补偿器电力系统的动态谐波域模型；

步骤3、根据所述动态谐波域模型，确定静止无功补偿器与电网交互稳定性相关的系统状态矩阵；

步骤4、计算所述系统状态矩阵的特征值，并利用特征值分析方法对静止无功补偿器与电网交互稳定性进行评估。

本发明所述的一种用于SVC与电网交互稳定性评估的方法的特点也在于，所述步骤1包括：

步骤1.1利用式(1)和式(2)构建晶闸管控制电抗器的主电路拓扑动态谐波域方程：