[发明专利]一种调整负载输入阻抗满足系统稳定的方法

说明书

本发明涉及一种调整负载输入阻抗满足系统稳定方法，包括下列步骤：建立直流配电系统拓扑模型，计算负载换流器输入阻抗Z_POLn’(s)，根据负载换流器带宽f_POLn与其输入滤波电容C_inPOLn和线路电感L_Linen产生的谐振频率f_linen大小，将Z_POLn’(s)降阶为两种不同模型分析；得到第n条线路看入的负载输入阻抗Z_POLn(s)；计算总输入阻抗Z_POL(s)，并求得源侧换流器闭环输出阻抗Z_out(s)，判断系统稳定性，并对稳定性较小的控制系统给予控制指导。

技术领域

本发明属于直流系统稳定控制领域，特别涉及一种调整负载输入阻抗满足系统稳定的方法。

背景技术

随着光伏发电等可再生能源的发展，直流负荷的比重逐渐增加，与交流系统相比，直流系统在可再生能源接入和直流负荷方面越来越具有优势，从而直流系统是未来的发展趋势。由于可再生能源以及如数据中心，汽车充电桩等直流负载必须通过负载换流器接入配电网，并且从负载换流器输入端看入，其体现为恒功率负阻特性会对降低系统稳定性。因此多换流器系统动态稳定分析尤为重要。将负载换流器等效为恒功率负载负阻模型虽然能够简化输入阻抗阶数，降低多换流器直流系统动态分析难度，但同时也忽略了负载换流器带宽对系统稳定性的影响,且恒功率负载并不能体现负载换流器运行时对系统稳定性影响最恶劣的情况。现有对直流配电系统稳定性问题的解决方案可分为两种：方案一：通过增加源侧换流器出口侧输入滤波电容、输入滤波电感，提高系统稳定性，但会增加占地面积，以及昂贵的成本；方案二：在源侧换流器控制器加入相关稳定控制算法，解决系统稳定裕度不足等问题，但是源侧换流器承担着母线电压稳定，不易频繁的改变源侧换流器的控制参数。

综上所述，为了提高直流配用电系统稳定性，充分发挥多换流器直流系统的优势，需要一种调整负载输入阻抗满足系统稳定方法。

发明内容

为了提高直流配用电系统稳定性，本发明提出一种调整负载输入阻抗满足系统稳定方法，技术方案如下：

一种调整负载输入阻抗满足系统稳定的方法，包括下列步骤：

步骤1：建立直流配电系统拓扑模型，计算负载换流器输入阻抗Z_POLn’(s)，根据负载换流器带宽f_POLn与其输入滤波电容C_inPOLn和线路电感L_Linen产生的谐振频率f_linen大小，将Z_POLn’(s)降阶为两种不同模型分析，方法如下：

基于第n台负载换流器出口侧稳压电容C_POLn，滤波电感L_POLn，开关管占空比d_POLn，负载换流器正常运行时阻抗R_POLn，负载换流器相应的控制回路增益T_POLn(s)，得到第n台负载换流器的输入阻抗Z_POLn’(s)，当f_POLnf_linen时，Z_POLn’(s)等效为负阻串电感的形式，如下式所示：

当f_POLnf_linen时，线路对阻抗影响处的阻抗恒为负，Z_POLn’(s)等效为恒功率负阻形式，如下式所示：

步骤2：用步骤1所分析的等效负载换流器输入阻抗Z_POLn’(s)与其输入滤波电容C_inPOLn并联，与线路电感L_Linen和线路电阻R_linen串联得到第n条线路看入的负载输入阻抗Z_POLn(s)；