[发明专利]柔性直流接入弱交流电网时的临界短路比计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种柔性直流接入弱交流电网时的临界短路比计算方法及系统，包括：对柔性直流接入弱交流电网的主电路及控制系统进行线性化处理，确定外环控制方式和控制参数，以确定所述线性化模型；根据预设的短路比上限值和短路比下限值利用二分法确定当前的临界短路比；计算当前的临界短路比对应的柔性直流接入弱交流电网的稳态运行点，并确定当前稳态运行点下所述线性化模型的多个特征根；判断所述多个特征根是否均满足稳定判据，并根据所述判断结果更新当前的短路比上限值或短路比下限值；若当前的短路比上限值和短路比下限值的差值的绝对值小于预设差值阈值，则确定当前的短路比上限值即为所述柔性直流接入弱交流电网时的临界短路比。

技术领域

本发明涉及柔性直流接入交流电网技术领域，并且更具体地，涉及一种柔性直流接入弱交流电网时的临界短路比计算方法及系统。

背景技术

与常规的线电压换相换流器型直流输电(Line Commuted Converter based HighVoltage Direct Current Transmission,LCC-HVDC)相比，电压源换流器型直流输电(Voltage Source Converter based High Voltage Direct Current Transmission,VSC-HVDC)，也称“柔性直流输电”，具有控制灵活、无换相失败风险、可以向弱交流系统以及无源系统供电等优点，尤其适用于风力发电等新能源发电并网的应用场景，因此得到了广泛应用。LCC-HVDC系统中，一般把短路比(Short Circuit Ratio，SCR)小于3的系统定义为弱系统。

在VSC-HVDC系统中，柔性直流虽然对短路比的要求大大降低，但是仍然对交流电网的强度有一定要求。随着柔性直流在新能源并网等场景中的广泛应用，研究如何定量评估保证柔性直流接入交流系统时稳定运行的临界短路比的意义重大。

发明内容

本发明提出一种柔性直流接入弱交流电网时的临界短路比计算方法及系统，以解决如何确定临界短路比的问题。

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种柔性直流接入弱交流电网时的临界短路比计算方法，所述方法包括：

对柔性直流弱接入交流电网的主电路及控制系统进行线性化处理，确定外环控制方式和控制参数，以确定所述线性化模型；

根据预设的短路比上限值和短路比下限值利用二分法确定当前的临界短路比；

计算当前的临界短路比对应的柔性直流弱接入交流电网的稳态运行点，并确定当前稳态运行点下所述线性化模型的多个特征根；

判断所述多个特征根是否均满足稳定判据，并根据所述判断结果更新当前的短路比上限值或短路比下限值；

若当前的短路上限值和短路比下限值的差值的绝对值小于预设差值阈值，则确定当前的短路比上限值即为所述柔性直流接入弱交流电网时的临界短路比。

优选地，其中所述外环控制方式包括：定有功功率定交流电压控制方式、定有功功率定无功功率控制方式、定直流电压定交流电压控制方式和定直流电压定无功功率控制方式；所述控制参数包括：锁相环、外环和内环的PI控制器比例系数、积分时间常数。

优选地，其中所述计算当前的临界短路比对应的柔性直流弱接入交流电网的稳态运行点，包括：

对于有功类控制，若采用定有功功率控制，则：

若采用定直流电压控制，则：

对于无功类控制，若采用定无功功率控制，则：