[发明专利]一种光伏集中并网系统失步振荡中心迁移特性分析方法

说明书

本发明提出一种光伏集中并网系统失步振荡中心迁移特性分析方法。本发明分析单级式光伏并网电站控制策略并据此建立对外特性等效模型；根据该等效模型设计光伏第一接入场景及第二接入场景，并在原始等值三机系统中进行振荡中心特性分析；对光伏第一接入场景进行变换和推导，得到振荡中心及失步振荡中心位置函数并进一步分析振荡中心及失步振荡中心迁移特性；对光伏第二接入场景进行变换和推导，得到振荡中心及失步振荡中心位置函数并进一步分析振荡中心及失步振荡中心迁移特性；判断所属接入场景，选择对应的振荡中心和失步振荡中心位置函数为失步解列装置的选址和判据提供参考。本发明对光伏集中并网系统失步解列装置的选址具有重要参考价值。

技术领域

本发明属于电力系统稳定分析技术领域，具体涉及一种光伏集中并网系统失步振荡中心迁移特性分析方法。

背景技术

随着并网光伏装机容量的日益扩大，电力电子变换器作为光伏电源的核心器件，其快速的动态响应特性、多重控制环节以及极低的短路电流耐受特性，对于系统安全稳定特性造成愈加严重的影响。失步解列是防止系统崩溃的最后一道防线，对电力系统的安全稳定运行有着重要意义。光伏的接入使得系统振荡中心的迁移特性也变得更加复杂，从而影响失步解列的有效性，严重威胁电力系统的安全稳定运行。

目前对失步振荡中心迁移影响的分析方法主要包括基于等值两机和等值三机系统的不含新能源失步振荡中心迁移特性分析和基于仿真的含光伏新能源系统失步振荡中心迁移特性分析。

基于等值两机和等值三机系统的不含新能源失步振荡中心迁移特性分析研究了以同步机主导的电力系统内振荡中心的迁移规律，表明阻抗不均是影响系统振荡中心迁移的重要因素。当光伏大规模集中接入电网时，其不同控制方式和运行方式将对现有网架结构的阻抗造成不可忽视的影响，振荡中心的迁移特性及分布范围也发生改变。故而有必要从阻抗的角度，深入研究光伏电源在系统失步振荡场景下的动态特性对振荡中心迁移的影响机制。

基于仿真的含光伏新能源系统失步振荡中心迁移特性分析对光伏集中并网带来的稳定性问题进行了非常有意义的拓展，但对系统受扰后振荡中心的分析缺乏理论深度，也鲜有从阻抗的角度深入研究光伏集中并网对大电网失步振荡的机理和影响。

当电力系统发生严重故障而失去同步时，为防止事故扩大，最基本的处理方式是在合适的位置将系统解列。在我国，失步解列已作为防止系统崩溃的最后一道防线得到了广泛应用。传统失步解列控制通常取某一固定的断面割集为作为解列点，即通过离线分析计算，在潜在的失步振荡断面配置解列装置。

如按照常规电力系统失步情形下失步中心位置点设置解列装置，可能由于光伏接入导致失步中心迁移距离和范围增加，使得解列装置无法动作或误动作。因此本文的理论分析对目前大规模集中式光伏接入情形下，失步解列装置的选址以及判据具有重要价值。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题；针对大规模集中式光伏并网场景下对电力系统失步振荡中心迁移机理方面的研究不足，给出一种光伏集中并网系统失步振荡中心迁移特性分析方法，以光伏并网阻抗特性为切入点，根据光伏电源模型及其不同故障控制策略，运用动态变化的负阻抗对光伏电源的外特性进行等效，推导并分析多频振荡场景下光伏通过替换同容量同步发电机与直接并网两种方式下失步振荡中心迁移特性。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种光伏集中并网系统失步振荡中心迁移特性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，分析系统振荡过程中单级式光伏并网电站控制策略，根据控制策略特性与光伏出力特性，建立单级式光伏并网电站对外特性等效模型；

步骤2：根据单级式光伏并网电站对外特性等效模型，设计单级式光伏并网电站第一接入场景以及单级式光伏并网电站第二接入场景，并在原始等值三机系统中进行振荡中心特性分析；