[发明专利]计及静止同步串联补偿器的电网侧等效阻抗建模方法

说明书

本发明提供了一种计及静止同步串联补偿器的电网侧等效阻抗建模方法，包括：SSSC运行阻抗建模步骤：根据SSSC的拓扑特征在频域内对SSSC小信号的控制环节的控制回路进行谐波线性化，利用线性化的结果得到SSSC运行状态下电网谐波电压扰动引起的电流响应，计算得到SSSC运行阻抗；计及SSSC的电网侧等效阻抗建模步骤：将目标电网侧阻抗模型简化为等效电路，得到所述等效电路的线路阻抗，将所述线路阻抗与所述SSSC运行阻抗相加得到计及静止同步串联补偿器的电网侧等效阻抗。本发明对电网中SSSC的运行阻抗建立的阻抗模型非常精确；减少了现有的传统电网侧等效模型的偏差。

技术领域

本发明涉及交流输配电领域，具体地，涉及计及静止同步串联补偿器的电网侧等效阻抗建模方法。

背景技术

坚持“节约、清洁、安全”的战略方针，加快构建清洁、高效、安全、可持续的现代能源体系，是我国能源发展的总体战略。大幅提高非化石能源电力占比，形成非化石能源为主的电源结构，是实现能源转型的主要支撑，也是电力系统转型、建设新一代电力系统的重要标志。风力发电作为一种先进、成熟的可再生能源利用形式，是我国发展清洁低碳能源、调整能源结构的重要手段，近年来得到持续、快速发展。与传统发电机不同，风、光等可再生能源发电均通过电力电子装置并入电网，其多时间尺度的控制特性与电网自身特征相互作用，将可能引发次同步到谐波频段内传统电力系统中没有的控制不稳定和振荡问题。近几年，这类问题已经在电网中逐步凸显，并且波及的范围越来越广，造成的后果越来越严重。2015年新疆哈密风电汇集地区多次发生次/超同步振荡现象，甚至引发距离几百公里以外的多台火电机组扭振保护动作跳机。此外，在吉林通榆、河北沽源等风电基地，也曾多次发生类似的振荡问题。

针对此类振荡问题，目前的解决手段是利用阻抗分析方法，通过控制装备的输出阻抗特性改变振荡频率处的并网逆变器、电网总阻抗。在阻抗分析方法中并网逆变器与弱电网视为系统的两部分，结合各部分的拓扑、控制和参数建立阻抗模型，再选用奈奎斯特稳定性判据辨别可再生能源并网的稳定性。在现有的电网阻抗分析中，传统的方法只考虑电网线路阻抗Z_g，将电网侧阻抗直接等效为Z_g，电网侧等效阻抗原理如图1所示。在包含静止同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)的电力系统中，这种电网侧等效阻抗忽视了SSSC带来的阻抗变化，其简化等效模型已经与实际运行场景不符，含SSSC的电网简化图如图2所示，图中U_dc为恒定直流源，T为接入变压器，其变比为n:1。在含有SSSC的电力系统中，传统的电网侧等效阻抗模型受到SSSC运行阻抗的影响，其原有的阻抗分析模型随之发生变化。这种情况下，为了使系统阻抗模型更加贴近真实的电网阻抗，需要利用新的建模方法，建立计及SSSC的电网阻抗模型。

综上，电网侧的等效阻抗不仅需要考虑远距离传输线路，在包含SSSC的系统中，由SSSC引入的阻抗不能忽略，尤其是SSSC具备电力电子特性，其阻抗成因复杂，传统的电网侧等效阻抗模型已不再完全适用。因此，计及SSSC的电网侧等效阻抗建模方法，有利于对含有SSSC系统的电网侧阻抗模型进行修正，减少传统电网侧等效阻抗的偏差。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种计及静止同步串联补偿器的电网侧等效阻抗建模方法。

根据本发明提供的一种计及静止同步串联补偿器的电网侧等效阻抗建模方法，包括：

SSSC运行阻抗建模步骤：根据SSSC的拓扑特征在频域内对SSSC小信号的控制环节的控制回路进行谐波线性化，利用线性化的结果得到SSSC运行状态下电网谐波电压扰动引起的电流响应，计算得到SSSC运行阻抗；

计及SSSC的电网侧等效阻抗建模步骤：将目标电网侧阻抗模型简化为等效电路，得到所述等效电路的线路阻抗，将所述线路阻抗与所述SSSC运行阻抗相加得到计及静止同步串联补偿器的电网侧等效阻抗。