[发明专利]基于小信号法的离网综合能源系统暂态响应快速评估方法

权利要求书

1.一种基于小信号法的离网综合能源系统暂态响应快速评估方法，其特征在于，包括：

将离网综合能源系统划分为逆变器、线路、锁相环和负载四个子模块，根据子模块设备类型在各自的坐标系上分别建立逆变器、线路、锁相环和负荷四个子模块的小信号状态空间子模型；

通过参考公共坐标系将各个小信号状态空间子模型联立，建立离网综合能源系统的小信号状态空间模型；

将负荷投切所引起的负荷电流变化量作为所述离网综合能源系统的小信号状态空间模型的外部输入量，所述离网综合能源系统的小信号状态空间模型输出所述离网综合能源系统的电压和频率的波动值；

所述的锁相环子模块的小信号状态空间子模型的表达式如公式(1)所示：

k_pPLL和k_iPLL分别是锁相环PI控制器的比例系数和积分系数，是锁相环PI控制器的状态变量；

当逆变器子模块采用V/f控制时，V/f控制逆变器子模块的小信号状态空间模型的表达式如公式(2)所示：

Δx_inv1是V/f控制逆变器状态变量的集合；分别表示V/f控制器中参考电压的d轴和q轴分量；

[Δv_b1DQ]＝[Δv_b1D Δv_b1Q]^T，Δv_b1DΔv_b1Q分别表示节点1V_b1电压的D轴和Q轴分量，d轴和q轴表示的是V/f控制逆变器子模块的自身坐标系，D轴和Q轴表示的是公共参考坐标系，将V/f控制逆变器的坐标系定义为参考公共坐标系；

Δω_com是公共参考坐标系的角频率波动量；A_inv1,B_1inv1,B_2inv1,B_3inv1为对应的系数矩阵；

当逆变器子模块采用PQ控制时，PQ控制逆变器子模块的小信号状态空间模型的表达式如公式(3)所示：

Δx_inv2是PQ控制逆变器状态变量的集合；ΔP^*,ΔQ^*分别表示PQ控制器中有功功率和无功功率参考；[Δv_b2DQ]＝[Δv_b2D Δv_b2Q]^T，Δv_b2D,Δv_b2Q分别表示节点2V_b2电压的D轴和Q轴分量；Δω_com是公共参考坐标系的角频率波动量；

A_inv2,B_1inv2,B_2inv2,B_3inv2为对应的系数矩阵；

所述的线路子模块的小信号状态空间子模型的表达式如公式(4)所示：

[Δi_lineDQ]＝[Δi_lineD Δi_lineQ]^T，Δi_lineD,Δi_lineQ分别表示线路电流D轴和Q轴分量，A_net,B_11net,B_22net,B_2net为对应的系数矩阵；

所述的负荷子模块的小信号状态空间子模型的表达式如公式(5)所示：

[Δi_loadDQ]＝[Δi_loadD Δi_loadQ]^T，Δi_loadD,Δi_loadQ分别表示负荷电流D轴和Q轴分量；A_LOAD,B_1LOAD,B_2LOAD为对应的系数矩阵；

所述的通过参考公共坐标系将各个小信号状态空间子模型联立，建立离网综合能源系统的小信号状态空间模型，包括：

将V/f控制逆变器的坐标系被定义为参考公共坐标系，在参考公共坐标系中的节点和地之间引入一个虚拟电阻R_v，并且考虑负荷的变化引入负荷电流变化量Δi_distDQ；

其中

通过联立公式(1)_～(7)表示的各个子系统模型，得到下述公式(8)和公式(9)表示的离网综合能源系统的小信号状态空间模型：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的离网综合能源系统的小信号状态空间模型取初始运行点和最终运行点的平均值作为线性化点。