[发明专利]基于SSSC的含DFIG-SOFC多能源系统动态交互分析方法

权利要求书

1.一种基于SSSC的含DFIG-SOFC多能源系统动态交互分析方法，其特征在于，其步骤如下：

S1、将SOFC电站和SSSC接入电力系统的母线节点上，由欧姆定律得到电力系统中支路等效电抗的电压方程，并根据支路等效电抗的电压方程构建电力系统的电压代数方程，其中，支路等效电抗包括同步发电机节点到母线节点的等效电抗、DFIG风电场节点到母线节点的等效电抗、SOFC电站节点到母线节点的等效电抗、SSSC节点到母线节点的等效电抗；

所述电力系统中支路等效电抗的电压方程为：

其中，是同步发电机节点的电压，是DFIG风电场节点的电压，是SOFC电站节点的电压，是母线节点的电压，是无穷大节点的电压，是SSSC节点的等效电压；x_ts是同步发电机节点到母线节点的等效电抗，x_tw是DFIG风电场节点到母线节点的等效电抗，x_s是SOFC电站节点到母线节点的等效电抗，x_l是无穷大节点到母线节点的等效电抗；是注入同步发电机节点处的电流，是注入DFIG风电场节点处的电流，是注入SOFC电站节点处的电流，j表示虚数单位；

对支路等效电抗的电压方程进行相加以消去母线节点的电压得到电力系统的电压代数方程：

S2、分别构建同步发电机模型、DFIG风电场模型、SOFC电站模型和SSSC模型；

S3、对步骤S1中的电力系统的电压代数方程进行Park变换求出电力系统中支路等效电抗的电流dq分量，并将支路等效电抗的电流dq分量分别代入步骤S2中的同步发电机模型、DFIG风电场模型、SOFC电站模型和SSSC模型中，在稳定点处进行线性化处理，得到线性化电力系统的状态矩阵；

S4、由步骤S3中的状态矩阵可得影响电力系统的稳定性的相关参量；

S5、通过改变相关参量中的静止同步串联补偿器的补偿量对电力系统的稳定性进行判断。

2.根据权利要求1所述的基于SSSC的含DFIG-SOFC多能源系统动态交互分析方法，其特征在于，所述同步发电机模型为：

其中，p(·)表示微分函数，δ是转子功角，ω是同步机转子角速度，ω₀是同步角速度，T_J是惯性时间常数，T′_d0是励磁绕组时间常数，T_a是励磁系统时间常数，P_m是原动机机械功率，P_e是电磁功率，E′_q是q轴暂态电动势，E_qe是强制空载电动势，E_q是空载电动势，K_a是励磁系统放大倍数，V_t是同步发电机节点的电压幅值，V_tref是励磁调节器设定电压；

所述DFIG风电场模型为：

其中，R_s是定子电阻，X_s是定子电抗，X′_s是定子暂态电抗，ω_s是同步发电机同步角速度，ω_r是转子角速度，ω_t是风力机轴的角速度，L_m是定转子互感，L_rr是转子自感，V_wds是定子电压d轴分量，V_wqs是定子电压q轴分量，V_wdr是转子电压的d轴分量，V_wqr是转子电压的q轴分量，i_wds是定子电流的d轴分量，i_wqs是定子电流的q轴分量，e′_d是定子后暂态电势的d轴分量，e′_q是定子后暂态电势的q轴分量，T′₀是转子时间常数，T_m是风机机械转矩，T_sh是两质量块间的转矩，T_e是发电机电磁转矩，θ_tw是低速风机轴相对高速发电机轴的扭曲角度，H_t是风机的惯性时间常数，H_g是发电机的惯性时间常数；

所述SOFC电站模型为：

其中，V_dc是SOFC电站中直流电容C_dc两端电压，P_fc是燃料电池功率，m是逆变器的调制比，k是逆变器的变比，I_sd是注入SOFC电站节点处的电流的d轴分量，I_sq是注入SOFC电站节点处的电流的q轴分量，ψ是SOFC电站节点的电压的相位，C_dc是直流电容容量；

所述SSSC模型为：

其中，是SSSC节点的等效电压，V_scd是SSSC节点的等效电压的d轴分量，V_scq是SSSC节点的等效电压的q轴分量，V′_dc是SSSC结构中直流电容电压，δ′是SSSC等效电压的幅值V_sc相对于q轴的相角，k′是变压器变比，m′是逆变器脉宽调制系数，C是电容容量；I_d是流入无穷大节点电流的d轴分量，I_q是流入无穷大节点电流的q轴分量。