[发明专利]一种多机多节点发电系统的稳定性评估方法及系统

说明书

本发明公开一种多机多节点发电系统的稳定性评估方法及系统，包括进行潮流计算，根据得到的稳态运行状态下的各节点的电压幅值、相位与功率计算与每个节点相连接的变换器的稳态控制信号及电参量的稳态谐波含量；建立各变换器的考虑频率耦合效应的阻抗，代入稳态控制信号及电参量的稳态谐波含量，得到特定工况下考虑频率耦合效应的阻抗；将所有特定工况下考虑频率耦合效应的阻抗及无源元件阻抗按照网络拓扑连接得到网络节点导纳矩阵，进而得到聚合至设定节点的等效网络阻抗；对聚合至设定节点的等效网络阻抗应用稳定性判据评估系统稳定性。本发明能够分析多机多节点发电系统谐波振荡的产生机理，准确评估多机多节点发电系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及发电系统技术领域，特别是涉及一种多机多节点发电系统的稳定性评估方法及系统。

背景技术

几乎所有的可再生能源都是通过并网逆变器实现交流电网的接入，各类变换器与电网之间形成一个动态的互联系统，然而在互联系统的公共电网连接处可能会存在一些意想不到的动态交互影响。

对于一个理想的发电系统而言，发电系统中各个参数都是固定的，根据合理的设计，可以使得发电机组的控制系统拥有较高的稳定性，发电系统中不存在谐波振荡的现象。但是在实际电网中，由于传输线路等参数的影响，电网阻抗不可忽略，发电系统中各类变换器(风机逆变器、静止无功补偿装置)与电网之间的交互影响将会引起谐波振荡，降低新能源发电系统的电能质量和稳定性。随着电力系统规模的扩大和发电量的增长，电力系统的稳定性问题越来越突出。目前发电系统多为多机多节点发电系统，即多机电力系统。为优化多机多节点发电系统设计，提高多机多节点发电系统稳定性，需要能够分析多机多节点发电系统谐波振荡的产生机理，准确判断多机多节点发电系统的稳定性，并获取不稳定情况下的系统振荡发生的频率。

稳定性判断方法的基础属于电力电子专业内公知常识，如广义奈奎斯特、奈奎斯特等一系列稳定判据。但该类判据原本适用于较为简单的系统。而针对多机多节点发电系统这类较为复杂的系统是无法直接采用基本的稳定判据进行稳定性评估的。由于目前并不存在基于阻抗网络且针对多机多节点发电系统的稳定性评估方法，因此本领域亟需一种能够分析多机多节点发电系统谐波振荡的产生机理，准确评估多机多节点发电系统稳定性的方法及系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种多机多节点发电系统的稳定性评估方法及系统，能够分析多机多节点发电系统谐波振荡的产生机理，准确评估多机多节点发电系统的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种多机多节点发电系统的稳定性评估方法，包括：

对多机多节点发电系统进行潮流计算，得到多机多节点发电系统稳态运行状态下的各节点的电压幅值、相位与功率；

根据所述节点的电压幅值、相位与功率，计算与每个节点相连接的变换器的稳态控制信号及电参量的稳态谐波含量，得到各变换器的稳态控制信号及电参量的稳态谐波含量；

建立各变换器的考虑频率耦合效应的阻抗，将每个所述变换器的稳态控制信号及电参量的稳态谐波含量代入对应变换器的考虑频率耦合效应的阻抗，得到各变换器的特定工况下考虑频率耦合效应的阻抗；

将多机多节点发电系统网络中所有所述变换器的特定工况下考虑频率耦合效应的阻抗及无源元件阻抗按照多机多节点发电系统的网络拓扑连接，得到多机多节点发电系统的网络节点导纳矩阵；

根据所述网络节点导纳矩阵得到聚合至设定节点的等效网络阻抗；

对所述聚合至设定节点的等效网络阻抗应用广义奈奎斯特稳定性判据或奈奎斯特稳定性判据评估多机多节点发电系统的稳定性。

可选的，所述根据所述节点的电压幅值、相位与功率，计算与每个节点相连接的变换器的稳态控制信号及电参量的稳态谐波含量，得到各变换器的稳态控制信号及电参量的稳态谐波含量，具体包括：