[发明专利]新能源场站并网系统的功率控制稳定性判别方法及装置

说明书

本发明公开了一种新能源场站并网系统的功率控制稳定性判别方法及装置。方法包括：根据通过新能源场站并网系统的典型结构图获取的新能源场站并网系统的电气量信息建立戴维南等值电路；基于电力系统潮流方程及KVL方程，根据戴维南等值电路，确定新能源场站并网系统的并网点电压公式、有功功率输出表达式以及无功功率输出表达式；将新能源场站并网系统的并网点输出电流在VSC旋转坐标系下进行分解，得到并网点输出电流的d轴电流分量以及q轴电流分量带入上述表达式，确定新能源场站并网系统的有功控制稳定判据以及无功控制稳定判据；根据有功控制稳定判据以及无功控制稳定判据，确定新能源场站并网系统的功率控制稳定性。

技术领域

本发明涉及新能源并网系统技术领域，并且更具体地，涉及一种新能源场站并网系统的功率控制稳定性判别方法及装置。

背景技术

随着新型电力系统建设的不断推进，大规模新能源并网趋势明显，大量电力电子器件得到广泛应用，电力系统运行特性发生了重大改变。及时判别新能源并网系统的稳定性，能够为以新能源为主体的新型电力系统规划提供有益参考，对保障系统安全稳定运行、解决新能源弱电网送出能力受限问题具有重要意义。

新能源机组以电压源型逆变器(voltage source converter，VSC)为并网接口，其控制系统主要由功率外环、电流内环和锁相环三部分组成。VSC外环控制结构本质上是对d-q轴电流参考值的控制，由于VSC内环控制速度远大于外环，可合理假设内环电流输出值时刻与电流参考值保持一致。同时，当系统处于稳态时，可认为锁相环工作于理想状态。因此在电网支撑能力强的条件下，并网点电压近似恒定，新能源场站有功、无功输出在旋转坐标系下分别与d轴电流、q轴电流成比例，能够实现有功无功解耦控制的目标。然而，当电网支撑能力较弱时，新能源场站输出的功率通过并网点电压相互影响，有功功率与q轴电流、无功功率和d轴电流耦合加深，导致原控制目标偏离，外环控制协调性被破坏，最终导致新能源并网系统失稳。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种新能源场站并网系统的功率控制稳定性判别方法及装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种新能源场站并网系统的功率控制稳定性判别方法，包括：

通过新能源场站并网系统的典型结构图，获取新能源场站并网系统的电气量信息，并根据电气量信息，建立戴维南等值电路；

基于电力系统潮流方程及KVL方程，根据戴维南等值电路，确定新能源场站并网系统的并网点电压公式、有功功率输出表达式以及无功功率输出表达式；

将新能源场站并网系统的并网点输出电流在VSC旋转坐标系下进行分解，得到并网点输出电流的d轴电流分量以及q轴电流分量；

将d轴电流分量以及q轴电流分量带入并网点电压公式、有功功率输出表达式以及无功功率输出表达式，确定新能源场站并网系统的有功控制稳定判据以及无功控制稳定判据；

根据有功控制稳定判据以及无功控制稳定判据，确定新能源场站并网系统的功率控制稳定性。

可选地，将d轴电流分量以及q轴电流分量带入并网点电压公式、有功功率输出表达式以及无功功率输出表达式，确定新能源场站并网系统的有功控制稳定判据以及无功控制稳定判据的操作，包括：

将d轴电流分量以及q轴电流分量带入并网点电压公式、有功功率输出表达式以及无功功率输出表达式，确定有功功率和无功功率与d轴电流分量和q轴电流分量有关的有功功率关系式以及无功功率关系式；

根据有功功率关系式和无功功率关系式，确定新能源场站并网系统的有功控制稳定判据以及无功控制稳定判据。

可选地，根据有功功率关系式和无功功率关系式，构建新能源场站并网系统的有功控制稳定判据以及无功控制稳定判据的操作，包括：