[发明专利]基于SSSC的含DFIG-SOFC多能源系统动态交互分析方法

说明书

本发明提出了一种基于SSSC的含DFIG‑SOFC多能源系统动态交互分析方法，其步骤为：首先，将SOFC电站和SSSC接入电力系统的母线上，并构建电力系统的电压代数方程；其次，对电力系统的电压代数方程进行Park变换求出端电流dq分量并将其代入各元件数学模型中，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；最后，由状态矩阵可得影响电力系统稳定性的相关参量，并利用SSSC的补偿量的改变对系统进行验证。本发明在含DFIG和SOFC的多能源电力系统中加入SSSC，构建了系统的线性化模型，从机理上分析系统动态交互作用，并通过改变静止同步串联补偿器的补偿量，在四机两区域系统上验证本发明方法的正确性。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是指一种基于SSSC的含DFIG-SOFC多能源系统动 态交互分析方法。

背景技术

随着环境和能源问题的日益严峻，利用清洁能源发电已成为世界各国可持续发展的重要 举措。风能作为一种绿色无污染的清洁能源，不仅优化了能源结构，并且对生态环境的改善 起到了重要的作用。风力发电技术，尤其是双馈异步发电机(Doubly-FedInduction Generator， DFIG)发电，已广泛应用到现代电力系统当中。燃料电池来源广泛、绿色环保，被公认为是 下一代清洁能源的首选，国际能源界也预测，燃料电池是21世纪最有吸引力的发电方法之一。 其中，固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，SOFC)因其模块化、高效和无污染的特 点以及其发电技术的快速发展，将对未来电力系统产生重大影响。尽管DFIG和SOFC并网 发电具有许多优点，但其并网后系统的低频振荡现象也是不可避免的。

近几年电网多次发生低频振荡事故，给电网的安全稳定运行构成极大威胁。柔性交流输 电装置(Flexible Alternative Current Transmission Systems，FACTS)被广泛应用在电网当中，以 此增加系统阻尼，提高系统的稳定性。静止同步串联补偿器(StaticSeries Synchronous Compensator，SSSC)作为一种新型串联无功补偿装置，具有控制灵活、结构简单、可快速调 控潮流的优点，也被广泛用在电力系统当中。现有的研究成果多是考虑SSSC控制方式对传 统电力系统和含风电的电力系统稳定性的影响，但是很少有人研究利用SSSC控制方式对含 DFIG-SOFC的多能源系统的电力系统稳定性的影响。

发明内容

针对DFIG-SOFC并网后系统出现低频振荡的技术问题，本发明提出了一种基于SSSC的 含DFIG-SOFC多能源系统动态交互分析方法，用以分析SSSC对DFIG-SOFC多能源系统的 动态影响。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于SSSC的含DFIG-SOFC多能源系统动态交互分析方法，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；

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。