多逆变器并联系统稳定性及交互作用分析方法、装置

allin2024-04-20  113



1.本发明涉及多逆变器并联系统,特别是一种多逆变器并联系统稳定性及交互作用分析方法、装置。


背景技术:

2.逆变器作为可再生分布式发电并网的接口,通过与电网并联实现更大的发电容量。与单个并网逆变器相比,并联逆变器的动态特性与电网公共连接点处的电压变化相互影响,为了预测并联逆变器的稳定性,需要获得多逆变器并联交互作用对阻尼特性的影响。和状态空间模型。
3.相同逆变器并联系统可以通过阻抗模型分析逆变器相互作用对稳定性影响的规律,其利用节点导纳矩阵的概念,建立可描述多逆变器系统交互作用的物理网格导纳的交互导纳模型,可以直观地解释多逆变器系统的谐振和不稳定性。相同逆变器并联系统可以通过状态空间模型分析逆变器相互作用对稳定性影响的规律,其基于相对增益阵列原理,定量分析了控制通道间的耦合程度,获得了控制通道间的相互作用随系统运行频率、lcl滤波器电容值和并联逆变器数量的变化规律。根据阻抗模型和状态空间模型,将相同逆变器之间的交互作用概述为相同并联逆变器稳定性的内部稳定性和外部稳定性,两种稳定性是解耦的。内部稳定性仅受逆变器参影响,外部稳定性通过乘法效应受到逆变器数量的影响。
4.对于新安装并网逆变器带来线路长度不同对系统整体稳定性的影响,通过状态空间模型的根轨迹或基于阻抗模型的波特图,可以定性分析不同长度的新增线路对特定多逆变器系统稳定性的影响。
5.可再生能源电站中逆变器的参数(如集线长度),并不完全相同,相同并联逆变器的相互作用分析不足以用于实际多逆变器系统的稳定性预测。参数差异化逆变器并联的系统是不对称的,非对称系统只能用详细阻抗模型或状态空间模型表征,通过绘制详细阻抗模型的波特图或求解详细状态空间模型的特征值,可以获得特定参数系统的动态特性,但是从多逆变器并联系统的详细模型中无法提取相互作用对阻尼特性影响的一般规律。
6.在多逆变器并网系统的稳定性分析领域,发明专利申请“应用于多逆变器并联并网系统的稳定性检验方法”(公开号:cn106684920a,公开日:2017.05.17)通过建立系统的阻抗模型,利用奈奎斯特判据分析系统的稳定性,该发明能检验系统的不稳定回路。然而,该发明中的方法仅能检验特定参数系统的稳定性,无法量化逆变器扩容系统中新安装逆变器与原系统的交互作用,也无法获知该交互作用对稳定性影响的一般规律。


技术实现要素:

7.本发明所要解决的技术问题是,针对现有技术不足,提供一种多逆变器并联系统稳定性及交互作用分析方法、装置,评估逆变器扩容场景下新安装逆变器对原系统稳定性的影响规律,进而指导新逆变器的安装位置及参数优化,以保证扩容后的系统能稳定运行。
8.为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种多逆变器并联系统稳定
性分析方法,包括以下步骤:
9.s1、将微电网划分为原逆变器并网子系统a和新安装逆变器子系统b;
10.s2、获取子系统a的传递函数ga(s):
11.获取子系统b的传递函数gb(s):gb(s)=[h2(s)-z
line2
(s)]-1

[0012]
利用下式计算由子系统a和子系统b构成的闭环系统的传递函数g(s):其中,yi(s)=[hi(s)-z
linei
(s)]-1
,hi(s)表示#i逆变器x、y轴线电流到x、y轴端电压的传递函数,z
linei
(s)表示#i逆变器集电线路等效阻抗的传递函数,i=1,2;lg和rg分别为电网等效电感和等效电阻值,ω为电网电压角频率;#1逆变器为子系统a中的逆变器,#2逆变器为子系统a中的逆变器,s表示拉氏变换中的复频率;
[0013]
s3、计算子系统a的阻尼比、子系统b的阻尼比和闭环系统的阻尼比;其中,阻尼比的计算公式为:λ为传递函数ga(s)的特征值,或者传递函数gb(s)的特征值,或者传递函数g(s)的特征值;
[0014]
若子系统a的阻尼比<闭环系统的阻尼比,则判定闭环系统稳定性增强;否则,闭环系统稳定性恶化;
[0015]
若子系统b的阻尼比<闭环系统的阻尼比,则判定闭环系统稳定性增强;否则,闭环系统稳定性恶化。
[0016]
现有技术方案仅利用阻抗模型分析多逆变器并网系统整体稳定性,与现有技术方案相比,本发明将扩容系统表示为原逆变器开环子系统与新安装逆变器开环子系统互联的闭环系统,比较闭环系统与两个开环子系统特征值的阻尼比,可分析新安装逆变器对原系统稳定性的影响,进而指导新安装逆变器的安装位置及参数优化。
[0017]
进一步的,本发明的方法还包括:
[0018]
计算传递函数ga(s)的特征值与传递函数g(s)的第一特征值的差值,得到第一差值;
[0019]
计算传递函数gb(s)的特征值与传递函数g(s)的第二特征值的差值,得到第二差值;
[0020]
若第一差值和第二差值均为0,则子系统a和子系统b之间无交互作用。
[0021]
第一差值和第二差值的模越大,则子系统a和子系统b之间的交互作用越强。
[0022]
通过分析子系统a与子系统b之间的交互作用程度,可以量化新安装逆变器对原系统稳定性的影响程度;若子系统a与子系统b之间无交互作用,保证子系统b单独运行时的稳定性即可实现系统在多逆变器并网系统扩容后稳定运行。
[0023]
本发明中,#i逆变器x、y轴线电流到x、y轴端电压的传递函数hi(s)的计算公式为:
[0024][0025]
其中,δv
fxy
表示#i逆变器端电压x、y轴分量构成的向量,δi
xyi
表示#i逆变器线电流xy轴分量构成的向量,i表示单位矩阵,以电网电压方向为x轴,#i逆变器的d轴为逆变器输出电压方向,θ为d轴到x轴的夹角,v
fdi0
为#i逆变器端电压的d轴分量稳态值,g
pll,i
(s)=[0 k
pt,i
s+k
it,i
/s2],k
pt,i
和k
it,i
分别表示#i逆变器锁相环控制的比例参数和积分参数,k
pi,i
和k
ii,i
分别表示电流环控制的比例参数和积分参数,l
fi
为#i逆变器滤波电感值,u
dci0
表示#i逆变器的直流电压稳态值,k
pv,i
和k
iv,i
分别表示#i逆变器电压环控制的比例参数和积分参数,ci表示微电网直流母线电容,表示微电网直流母线电容,i
di0
为#i逆变器线电流的d轴分量稳态值。
[0026]
#i逆变器的传递函数hi(s)考虑了直压外环、电流内环、锁相环的动态,能有效反映逆变器在宽频带的动态特性。
[0027]
#i逆变器集电线路等效阻抗的传递函数z
linei
(s)的计算公式为:
[0028][0029]
其中,l
linei
表示#i逆变器集电线路等效电感,r
linei
表示#i逆变器集电线路等效电阻。
[0030]
集电线路的传递函数z
linei
(s)保留了线路等效电感的动态,能更准确地反映线路对开环子系统和闭环系统中频段稳定性的影响。
[0031]
作为一个发明构思,本发明还提供了一种多逆变器并联系统交互作用分析方法,其包括以下步骤:
[0032]
s1、将微电网划分为原逆变器并网子系统a和新安装逆变器子系统b;
[0033]
s2、获取子系统a的传递函数ga(s):
[0034]
获取子系统b的传递函数gb(s):gb(s)=[h2(s)-z
line2
(s)]-1

[0035]
利用下式计算由子系统a和子系统b构成的闭环系统的传递函数g(s):其中,yi(s)=[hi(s)-z
linei
(s)]-1
,hi(s)表示#i逆变器x、
y轴线电流到x、y轴端电压的传递函数,z
linei
(s)表示#i逆变器集电线路等效阻抗的传递函数,i=1,2;lg和rg分别为电网等效电感和等效电阻值,ω为电网电压角频率;#1逆变器为子系统a中的逆变器,#2逆变器为子系统a中的逆变器,s表示拉氏变换中的复频率;
[0036]
s3、计算传递函数ga(s)的特征值与传递函数g(s)的第一特征值的差值,得到第一差值;
[0037]
计算传递函数gb(s)的特征值与传递函数g(s)的第二特征值的差值,得到第二差值;
[0038]
若第一差值和第二差值均为0,则子系统a和子系统b之间无交互作用。
[0039]
作为一个发明构思,本发明还提供了一种终端设备,其包括处理器和存储器;所述存储器存储有计算机程序/指令;所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序/指令;所述计算机程序/指令被配置为实现本发明上述方法的步骤。
[0040]
作为一个发明构思,本发明还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序/指令;其特征在于,所述计算机程序/指令被处理器执行时实现本发明上述方法的步骤。
[0041]
作为一个发明构思,本发明还提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令;其特征在于,该计算机程序/指令被处理器执行时实现本发明上述方法的步骤。
[0042]
与现有技术相比,本发明所具有的有益效果为:本发明将逆变器扩容系统分为原系统和新安装逆变器两个部分并联的系统,将扩容系统表示为原逆变器开环子系统与新安装逆变器开环子系统互联的闭环系统,通过比较两个开环子系统与闭环系统的特征值差异及阻尼差异,量化两个开环子系统的交互作用程度,并评估扩容对系统稳定性的影响。本发明可以评估逆变器扩容场景下新安装逆变器对原系统稳定性的影响规律,进而指导新逆变器的安装位置及参数优化,以保证扩容后的系统能稳定运行。
附图说明
[0043]
图1为本发明具体实施方式所述的扩容场景下多逆变器并联并网系统示意图;
[0044]
图2为本发明具体实施方式所述的代表子系统a和子系统b互连的两逆变器并联系统模型;
[0045]
图3a为本发明一实施例中理想电网条件下集电线路长度在0-34km之间变化时开环子系统a、开环子系统b和闭环系统的中频特征值根轨迹示意图;
[0046]
图3b为本发明一实施例中集电线路在0-34km之间变化时开环子系统a、开环子系统b和闭环系统的中频特征值的根轨迹示意图;
[0047]
图4a为本发明一实施例中当p
in1
降低5%时,系统i中#1逆变器的有功功率响应示意图;
[0048]
图4b为本发明一实施例中当p
in1
降低5%时,系统ii中#1逆变器的有功功率响应示意图;
[0049]
图4c为本发明一实施例中当p
in1
降低5%时,系统iii中#1逆变器在p
in1
降低%5时的有功功率响应示意图。
[0050]
lf——滤波电感,c——直流母线电容,ω——系统频率,p——逆变器有功功率输出,输出z
line
——线路等值阻抗,pcc——公共连接点,rg——电网等效电阻,lg——电网等效电抗,zg——电网等效阻抗,vg——电网电压,vf——逆变器电压,vg——公共连接点电压。
具体实施方式
[0051]
本发明实施例具体步骤包括:
[0052]
步骤1,本发明分析将整个扩容微电网系统划分为两部分,原逆变器并网子系统a和新安装逆变器构成的子系统b,子系统a的逆变器编号为#1逆变器,子系统b的逆变器编号为#2。
[0053]
步骤2,以#2逆变器的线电流δi
xy2
和公共连接点的电压δv
pxy
分别作为子系统a的输入和输出变量,建立子系统a的方框图,求解子系统a的传递函数。
[0054]
具体而言,开环子系统a的元部件包括#1逆变器以及电网阻抗,通过建立子系统a中各元部件的传递函数,求取各元部件变量之间的物理关系,进而获得子系统a的方框图,求解出子系统a的传递函数:
[0055]
#i逆变器的输入变量为公共连接点电压δv
pxy
,输出变量为#i逆变器线电流δi
xyi
,依据逆变器的电路结构和控制结构,建立#i逆变器的传递函数:
[0056][0057]
其中,i
xyi
=[i
xi
,i
yi
]
t
表示#i逆变器线电流x轴分量i
xi
、y轴分量i
yi
构成的向量,v
pxy
=[v
px
,v
py
]
t
表示公共连接点电压x轴分量v
px
、y轴分量v
py
构成的向量,公共连接点指并网逆变器与电网的连接处,h(s)表示逆变器xy轴线电流(xy轴线电流包括x轴线电流、y轴线电流)到xy轴端电压(x轴端电压、y轴端电压)的传递函数,z
line
(s)表示集电线路等效阻抗的传递函数,符号δ表示小信号变化量,数字下标表示逆变器编号。
[0058]
建立通用的模型;
[0059][0060]
i表示单位矩阵;
[0061]
以电网电压方向为x轴,逆变器的d轴为逆变器输出电压方向,θ为d轴到x轴的夹角;
[0062]vfd
为逆变器端电压的d轴分量稳态值;
[0063]gpll
(s)=[0 k
pt
s+k
it
/s2],k
pt
和k
it
分别表示逆变器锁相环控制的比例参数和积分参数;
[0064]kpi
和k
ii
分别表示电流环控制的比例参数和积分参数,lf为逆变器滤波电感值,u
dc0
表示逆变器的直流电压稳态值;
[0065]kpv
和k
iv
分别表示逆变器电压环控制的比例参数和积分参数;
[0066]
id为逆变器线电流的d轴分量稳态值;
[0067]
子系统a中各元部件变量之间的物理关系表述如下:
[0068]
子系统a的输入变量δi
xy2
与#1逆变器线电流δi
xy1
和电网线电流δi
gxy
的物理关系为:
[0069]
δi
xy2
=δi
gxy-δi
xy1
ꢀꢀ
式(2)
[0070]
其中,i
gxy
=[i
gx
,i
gy
]
t
表示电网线电流xy分量构成的向量,下标“1”和“2”表示逆变器的序列号。
[0071]
电网阻抗压降δv
dxy
与并网电流δi
gxy
的关系满足:
[0072]
δv
dxy
=zg(s)
·
δi
gxy
ꢀꢀ
式(3)
[0073]
其中,电网阻抗的传递函数为:lg和rg分别为电网等效电感和等效电阻值,ω为电网电压角频率。
[0074]
子系统a的输出变量δv
pxy
与电网阻抗压降δv
pxy
和电网电压δv
gxy
的关系为:
[0075]
δv
pxy
=δv
dxy
+δv
gxy
ꢀꢀ
式(4)
[0076]
当电网电压恒定,即δv
gxy
=0时,δv
pxy
=δv
dxy
。因此,将子系统a开环模型的正向通路描述为#2逆变器的线电流δi
xy2
和#1逆变器的线电流δi
xy1
叠加后,得到电网电流δi
gxy
,经过电网阻抗zg(s),得到电网阻抗电压δv
dxy
,电网电压δv
gxy
作为子系统a的扰动变量与电网阻抗电压δv
dxy
叠加后得到子系统a的输出变量δv
pxy
;反馈通路描述为公共连接点电压δv
pxy
经过到#1逆变器的动态模型y1(s)得到#1逆变器的线电流δi
xy1

[0077]
依据子系统a中各元部件的传递函数和各元部件变量间的物理关系求解子系统a的传递函数:
[0078][0079]
步骤3,以公共连接点的电压δv
pxy
和#2逆变器的线电流δi
xy2
分别作为子系统b的输入和输出变量,建立子系统b的方框图,求解子系统b的传递函数。
[0080]
子系统b中只包含#2逆变器,输入信号经过#2逆变器后直接输出,据此,#2逆变器的传递函数即子系统b的传递函数:
[0081]
gb(s)=y2(s)=[h2(s)-z
line2
(s)]-1
ꢀꢀ
式(6)
[0082]
其中h2(s)和z
line2
(s)的具体表达式请参阅步骤s2。
[0083]
步骤4,以电网电压δv
gxy
和#2逆变器的线电流δi
xy2
分别作为两台逆变器并联系统的输入和输出变量,用两个子系统的方框图表征两台逆变器并网系统的闭环模型。闭环模型的元部件包括电网阻抗、#1逆变器以及#2逆变器。子系统b中#2逆变器的线电流δi
xy2
发生变化,电网电流δi
gxy
发生变化,从而导致子系统a的输出变量公共连接点电压δv
pxy
发生变化,进而影响子系统a的动态。公共连接点电压δv
pxy
可以改变#2逆变器的输出电流δi
xy2
,即系统a的动态可以影响子系统b的动态。子系统a和子系统b之间存在交互影响,由此,将开环子系统a的输出连接至开环子系统b的输入,而开环子系统b的输出连接至开环子系统a的输入,即可建立两台逆变器并网系统的闭环模型。
[0084]
依据闭环模型中各元部件之间的传递函数以及物理关系,求解闭环系统的传递函数;
[0085][0086]
步骤5,各个系统的特征值可由步骤s4中建立的传递函数求得。
[0087]
开环子系统a的特征值λ
ai
为方程det ga(s)=0根,符号det表示矩阵的行列式。
[0088]
同理,开环子系统b的特征值λ
bi
是方程det gb(s)=0的根。
[0089]
闭环系统的特征值是方程det g(s)=0的根,其中,分别表示与开环子系统a、开环子系统b对应的特征值。
[0090]
步骤6,以闭环系统特征值与开环子系统的特征值之差量化两个开环子系统的交互作用:
[0091][0092][0093]
其中δλ
ai
用于量化子系统b对子系统a的影响,其值越大,表明子系统b对子系统a的影响越大;δλ
bi
用于量化子系统a对子系统b的影响,其值越大,表明子系统a对子系统b的影响越大;若δλ
ai
=0且δλ
bi
=0,说明两个开环子系统没有交互作用。
[0094]
通过比较闭环系统与开环子系统的特征值阻尼比,分析交互作用对闭环系统稳定性的影响。
[0095]
对于一个特征值λ,其实部表示为re(λ),虚部表示为im(λ),则特征值λ的阻尼比为:
[0096][0097]
将开环子系统a的特征值λ
ai
和闭环系统的特征值分别代入上式,求取开环子系统a的阻尼比ξ
ai
和闭环系统对应特征值的阻尼比若说明在开环子系统b的影响下,与开环子系统a相比,闭环系统的稳定性增强,反之,闭环系统的稳定性恶化。
[0098]
将开环子系统b的特征值λ
bi
和闭环系统的特征值分别代入上式,求取开环子系统b的阻尼比ξ
bi
和闭环系统对应特征值的阻尼比若说明在开环子系统a的影
响下,与开环子系统b相比,闭环系统的稳定性增强,反之,闭环系统的稳定性恶化。
[0099]
本发明方法的验证过程如下:
[0100]
1)与步骤2-步骤5类似,建立多逆变器并联模型开环子系统的传递函数和闭环系统的传递函数,并求解系统的特征值。具体步骤如下:
[0101]
1.1)将整个扩容微电网系统中#1逆变器的实际参数以及电网的实际参数代入开环子系统a的传递函数方程,建立实际扩容微电网中子系统a的传递函数。
[0102]
1.2)将整个扩容微电网系统中#2逆变器的实际参数代入开环子系统b的传递函数方程,建立实际扩容微电网中子系统b的传递函数。
[0103]
1.3)用两个子系统的方框图表征两台逆变器并网系统的闭环模型,求解闭环系统的传递函数。
[0104]
1.4)根据两个开环子系统和闭环系统的传递函数,求解系统的特征值。
[0105]
2)比较闭环系统特征值与开环子系统特征值的差异,量化多台逆变器的相互作用程度及其对系统稳定性的影响。
[0106]
通常并联的逆变器都是由一个厂家生产的,所以在实际应用中并联的逆变器的电路参数和控制参数通常是相同的。然而,收集线的长度可能有所不同。因此,比较了新线路长度变化时闭环系统和开环子系统的特征值。两个并联的逆变器的电路和控制参数相同,如表1所示:
[0107]
表1系统中两个逆变器的参数
[0108][0109]
每台逆变器的额定功率为1.5mw,变压比为690v/10.5kv,逆变器的等效阻抗为0.045p.u。连接逆变器和变压器的电缆阻抗为r
line
+jx
line
=0.46+j0.4ω/km。非理想电网表示为10.5kv理想电压源和电网的等效阻抗,xg/rg为10。
[0110]
原子系统a逆变器线路长度保持不变,两个并联逆变器的电路和控制参数相同,在新安装逆变器线路长度变化情况下,比较闭环系统和开环子系统的特征值,其中。la和lb分别表示连接到#1和#2逆变器的线路长度,la固定为10km,lb以2km为步长从0变到34km。根据图3a和图3b,
“×”
和“+”分别表示开环子系统a和子系统b的特征值,圆圈表示闭环系统的特征值,箭头方向表示运动方向。
[0111]
参见图3a,当两个逆变器连接到理想电网时,无论lb如何变化,两个逆变器并联闭环系统的特征值都与两个子系统的特征值一致。这是因为理想电网的电网阻抗为0,公共连接点电压等于电网电压。因此,子系统a子系b的动力学解耦,子系统a和子系统b之间没有相互作用,即δλ
ai
=0且δλ
bi
=0。在理想电网中,lb对双逆变器并联系统阻尼的影响是单调的,lb的增加对中频范围内的阻尼有不利影响。
[0112]
参见图3b,当逆变器连接到非理想电网,电网短路比(scr)为9时,闭环系统和开环子系统的特征值。在大多数情况下,闭环和开环特征值之间存在差异。值得注意的是,当lb为10km时,即lb=la,δλb为0。此时两并联逆变器的参数相同,电网电流δi
gxy
为0,因此,δv
pxy
也可以为0。根据附图2,δv
pxy
=0,即子系统a的输出信号为0,在两台逆变器并联系统
中,子系统a的动力学对子系统b没有影响,此时δλb=0。然而,无论在任何情况下和λa都不会存在重合的点,这是由于在两台逆变器并联逆变器系统中,δi
xy2
在任何情况下都不会等于0,子系统b总是会对子系统a的动态产生影响。由图3b可见,当两台逆变器的集电线路长度相等时,闭环系统的特征值阻尼最小,说明此条件下交互作用降低了闭环系统的稳定性。
[0113]
为了将本发明提出的方法应用于一般化多逆变器并联系统,对不同电网条件下的两台逆变器并联系统对比仿真,验证上述交互作用的分析结果。
[0114]
三个系统的收集线长度见表2,逆变器参数和收集线参数与表1所列参数相同。
[0115]
表2三个实际系统的收集线长度
[0116][0117][0118]
在非理想电网短路比为9的情况下,6.0s时,#1逆变器直流环节的输入功率下降5%,有功功率响应参考图4a~图4c。参考图4a,系统i的稳定时间约为1s;参考图4b,系统ii在扰动3s后恢复稳态,#1逆变器稳态有功功率出现小波动;参考图4c,系统iii的过渡时间约为35s,比第一系统和第二系统的过渡时间长很多。
[0119]
根据上述分析发现,具有至少两条相同长度收集线的多逆变器系统比具有完全不同收集线长度的系统具有更弱的阻尼特性。

技术特征:
1.一种多逆变器并联系统稳定性分析方法,其特征在于,包括以下步骤:s1、将微电网划分为原逆变器并网子系统a和新安装逆变器子系统b;s2、获取子系统a的传递函数g
a
(s):获取子系统b的传递函数g
b
(s):g
b
(s)=[h2(s)-z
line2
(s)]-1
;利用下式计算由子系统a和子系统b构成的闭环系统的传递函数g(s):其中,y
i
(s)=[h
i
(s)-z
linei
(s)]-1
,h
i
(s)表示#i逆变器x、y轴线电流到x、y轴端电压的传递函数,z
linei
(s)表示#i逆变器集电线路等效阻抗的传递函数,i=1,2;l
g
和r
g
分别为电网等效电感和等效电阻值,ω为电网电压角频率;#1逆变器为子系统a中的逆变器,#2逆变器为子系统a中的逆变器,s表示拉氏变换中的复频率;s3、计算子系统a的阻尼比、子系统b的阻尼比和闭环系统的阻尼比;其中,阻尼比的计算公式为:λ为传递函数g
a
(s)的特征值,或者传递函数g
b
(s)的特征值,或者传递函数g(s)的特征值;若子系统a的阻尼比<闭环系统的阻尼比,则判定闭环系统稳定性增强;否则,闭环系统稳定性恶化;若子系统b的阻尼比<闭环系统的阻尼比,则判定闭环系统稳定性增强;否则,闭环系统稳定性恶化。2.根据权利要求1所述的多逆变器并联系统稳定性分析方法,其特征在于,还包括:计算传递函数g
a
(s)的特征值与传递函数g(s)的第一特征值的差值,得到第一差值;计算传递函数g
b
(s)的特征值与传递函数g(s)的第二特征值的差值,得到第二差值;若第一差值和第二差值均为0,则子系统a和子系统b之间无交互作用。3.根据权利要求1所述的多逆变器并联系统稳定性分析方法,其特征在于,#i逆变器x、y轴线电流到x、y轴端电压的传递函数h
i
(s)的计算公式为:其中,δv
fxy
表示#i逆变器端电压x、y轴分量构成的向量,δi
xyi
表示#i逆变器线电流xy轴分量构成的向量,i表示单位矩阵,以电网电压方向为x轴,#i逆变器的d轴为逆变器输出电压方向,θ为d轴到x轴的夹角,v
fdi0
为#i逆变器端电压的d轴分量稳态值,g
pll,i
(s)=[0 k
pt,i
s+k
it,i
/s2],k
pt,i
和k
it,i
分别表示#i逆变器锁
相环控制的比例参数和积分参数,k
pi,i
和k
ii,i
分别表示电流环控制的比例参数和积分参数,l
fi
为#i逆变器滤波电感值,u
dci0
表示#i逆变器的直流电压稳态值,k
pv,i
和k
iv,i
分别表示#i逆变器电压环控制的比例参数和积分参数,c
i
表示微电网直流母线电容,i
di0
为#i逆变器线电流的d轴分量稳态值。4.根据权利要求1所述的多逆变器并联系统稳定性分析方法,其特征在于,#i逆变器集电线路等效阻抗的传递函数z
linei
(s)的计算公式为:其中,l
linei
表示#i逆变器集电线路等效电感,r
linei
表示#i逆变器集电线路等效电阻。5.一种多逆变器并联系统交互作用分析方法,其特征在于,包括以下步骤:s1、将微电网划分为原逆变器并网子系统a和新安装逆变器子系统b;s2、获取子系统a的传递函数g
a
(s):获取子系统b的传递函数g
b
(s):g
b
(s)=[h2(s)-z
line2
(s)]-1
;利用下式计算由子系统a和子系统b构成的闭环系统的传递函数g(s):其中,y
i
(s)=[h
i
(s)-z
linei
(s)]-1
,h
i
(s)表示#i逆变器x、y轴线电流到x、y轴端电压的传递函数,z
linei
(s)表示#i逆变器集电线路等效阻抗的传递函数,i=1,2;l
g
和r
g
分别为电网等效电感和等效电阻值,ω为电网电压角频率;#1逆变器为子系统a中的逆变器,#2逆变器为子系统a中的逆变器,s表示拉氏变换中的复频率;s3、计算传递函数g
a
(s)的特征值与传递函数g(s)的第一特征值的差值,得到第一差值;计算传递函数g
b
(s)的特征值与传递函数g(s)的第二特征值的差值,得到第二差值;若第一差值和第二差值均为0,则子系统a和子系统b之间无交互作用。6.一种终端设备,其特征在于,其特征在于,包括处理器和存储器;所述存储器存储有计算机程序/指令;所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序/指令;所述计算机程序/指令被配置为实现权利要求1~5之一所述方法的步骤。7.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序/指令;其特征在于,所述计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1~5之一所述方法的步骤。
8.一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令;其特征在于,该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1~5之一所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种多逆变器并联系统稳定性及交互作用分析方法、装置,将整个扩容微电网划分为原逆变器并网子系统A和新安装逆变器构成的子系统B,两个子系统在公共连接点并联,经由公共连接点接入电网;建立两个子系统的模型,求解两个子系统的传递函数;分析子系统A和子系统B的交互作用,用两个子系统的方框图表征两台逆变器并网系统的闭环模型,求解闭环系统的传递函数;依据两个开环子系统和闭环系统的传递函数,获取系统的特征值;比较闭环系统特征值与开环子系统特征值的差异,量化多台逆变器的相互作用程度及其对系统稳定性的影响。本发明可以应用于评估参数不对称逆变器并联系统对系统稳定性的影响,指导提出增强系统稳定性的方法。定性的方法。定性的方法。


技术研发人员:廖书寒 谢珂 陈燕东 王雷
受保护的技术使用者:湖南大学
技术研发日:2022.05.10
技术公布日:2022/7/5
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