CN113394810A - 海上风电交直流混合并网系统及其振荡稳定性判定方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了海上风电交直流混合并网系统及其振荡稳定性判定方法,方法包括:分别获取第一模块至第七模块的等效阻抗;将第二模块和第三模块构成的并联结构以及第一模块作为第一子系统;将第四模块和四五模块作为第二子系统;将第六模块和第七模块作为第三子系统;采用小信号序阻抗方法分别对三个子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析;若三个子系统都满足预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统稳定;若任一子系统不满足预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统不稳定。本申请可以无需知道或仅需要知道部分海上风电交直流混合并网系统的系统参数即可分析系统的振荡稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及电力系统稳定性分析技术领域,尤其涉及海上风电交直流混合并网系统及其振荡稳定性判定方法。
背景技术
随着新能源发电机组的渗透和电力电子设备的广泛使用,电力系统出现了新的宽频振荡问题。相较于传统的、有火电汽轮机组参与引发的次同步谐振和次同步振荡问题,宽频振荡问题的特点是:1)没有轴系机械模态的参与,而是由新能源、电力电子设备及其控制器引发;2)由于电力电子设备各环节的控制器带宽范围大,宽频振荡的典型频率范围可跨越3Hz至1000Hz以上。
伴随电力系统清洁化、低碳化的发展趋势,新能源机组、电力电子设备在系统中的比例将日益升高,宽频振荡问题将日益突出。宽频振荡已经在国内外频繁发生,并引发了若干次重大事故。宽频振荡问题包括次同步振荡/控制相互作用、次/超同步对称振荡、中频振荡、高频振荡等,带宽范围约为3-1000+(Hz)。宽频振荡问题已成为制约高比例新能源电力系统发展的重要技术问题,并且随着新能源并网规模增加、电网运行方式多样化等因素,使得这一问题愈发复杂,危害系统安全稳定运行。因此,开发便捷、准确的宽频振荡稳定性判定方法,对于新能源高渗透率下降低电网新型振荡事故隐患、为清洁能源安全稳健转型提供技术保障,具有重要意义。
现有的较为实用的宽频振荡稳定性判定(分析)方法,主要有以下三种:1)特征值分析法;2)阻抗特性分析法;3)时域仿真验证方法。
其中,阻抗特性分析法:该方法可进一步细分为dq坐标系下的阻抗特性分析法和序阻抗特性分析法。其中,序阻抗特性分析法尤其适用于处理实际工程问题,因为序阻抗特性不仅可以通过理论推导得出,也可以在不知晓任何系统结构和参数的情况下,通过实际测量获得。在序阻抗特性分析法中,待分析系统被看做一个带有序阻抗的电流源与一个带有序阻抗的电压源相连,通过分析其二者的阻抗特性关系,即可判定系统是否稳定,以及稳定裕度的大小。
该方法的不足之处是,不能简单直接地用于处理多个电流源(新能源机组、电力电子设备)在不同的公共连接点接入电网(电压源)的情况。本申请中,需要处理的海上风电交直流混合并网系统,即属于这种情况。另外,该方法不适用于处理两个电压源相互连接的情况(如电压源型虚拟同步机并网的情况)。
申请内容
本申请提供了一种海上风电交直流混合并网系统及其振荡稳定性判定方法,使得能够无需知道或仅需要知道部分海上风电交直流混合并网系统的系统参数即可分析系统稳定性。
有鉴于此,本申请第一方面提供了一种海上风电交直流混合并网系统,所述方法包括:
电网、电网侧变压器、直流输电逆变侧设备、交流海缆、海上风电侧交流升压站、通过交流接入的海上风电设备、直流输电的整流侧设备、直流侧变压器以及通过直流接入的海上风电设备;
所述通过交流接入的海上风电设备通过所述海上风电侧交流升压站和交流海缆接入到电网;
所述通过直流侧接入的海上风电设备依次通过所述直流侧变压器、直流输电的整流侧设备、直流海缆以及直流输电逆变侧设备,接入到电网。
可选的,将所述电网和所述电网侧变压器作为第一模块;将所述直流输电逆变侧设备作为第二模块;将交流海缆以及海上风电侧交流升压站作为第四模块;将通过交流接入的海上风电设备作为第五模块;将第四模块和第五模块作为第三模块;将直流输电的整流侧设备和直流侧变压器作为第六模块;将通过直流接入的海上风电设备作为第七模块;
分别将所述第一模块以及所述第二模块和所述第三模块的并联结构、所述第四模块和第五模块、所述第六模块和第七模块分别作为单一电压源连接单一电流源的子系统;
具体的,将所述第一模块作为电压源,所述第二模块和所述第三模块的并联结构作为电流源;
将所述第四模块靠近电网的一侧等效接地后作为电压源,将所述第五模块作为电流源;
将所述第六模块作为电压源,将所述第七模块作为电流源。
本申请第二方面提供一种海上风电交直流混合并网系统的稳定性判定方法,所述方法包括:
分别获取电网及电网侧变压器构成的第一模块的等效阻抗、直流输电逆变侧设备构成的第二模块的等效阻抗、交流海缆以及海上风电侧交流升压站构成的第四模块的等效阻抗、通过交流接入的海上风电设备构成的第五模块的等效阻抗、所述第四模块和所述第五模块构成的第三模块的等效阻抗、直流输电的整流侧设备和直流侧变压器构成的第六模块的等效阻抗以及通过直流接入的海上风电设备构成的第七模块的等效阻抗;
将所述第二模块和所述第三模块构成的并联结构以及所述第一模块作为第一子系统;将所述第四模块和所述第五模块作为第二子系统;将所述第六模块和所述第七模块作为第三子系统;
采用小信号序阻抗方法分别对所述第一子系统、所述第二子系统以及所述第三子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析;
若所述第一子系统、所述第二子系统以及所述第三子系统满足预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统稳定;若任一子系统不满足所述预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统不稳定。
可选的,在所述若所述第一子系统、所述第二子系统以及所述第三子系统满足预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统稳定;若任一子系统不满足所述预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统不稳定,之后还包括:
若海上风电交直流混合并网系统稳定,则分析所述第一子系统、所述第二子系统以及所述第三子系统的稳定裕度;
若海上风电交直流混合并网系统不稳定,则说明系统存在宽频振荡,则分析所述第一子系统、所述第二子系统以及所述第三子系统中宽频振荡具体来源于那一个子系统。
可选的,采用小信号序阻抗方法对所述第一子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析,具体为:
将所述第一模块作为电压源,将所述第二模块和第三模块的并联结构作为电流源;
获取所述电压源串联的等效序阻抗Zg1以及所述电流源并联的等效序阻抗Zc1;
判断传递函数Zg1(s)/Zc1(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。
可选的,采用小信号序阻抗方法对所述第二子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析,具体为:
将所述第四模块靠近电网的一侧等效接地后作为电压源,将所述第五模块作为电流源;
获取所述电压源串联的等效序阻抗Zg2以及所述电流源并联的等效序阻抗Zc2;
判断传递函数Zg2(s)/Zc2(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。
可选的,采用小信号序阻抗方法对所述第三子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析,具体为:
将所述第六模块作为电压源,将所述第七模块作为电流源;
获取所述电压源串联的等效序阻抗Zg3以及所述电流源并联的等效序阻抗Zc3;
判断传递函数Zg3(s)/Zc3(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。
从以上技术方案可以看出,本申请具有以下优点:
本申请中,提供了一种海上风电交直流混合并网系统及其稳定性判定方法,方法包括:分别获取电网及电网侧变压器构成的第一模块的等效阻抗、直流输电逆变侧设备构成的第二模块的等效阻抗、交流海缆以及海上风电侧交流升压站构成的第四模块的等效阻抗、通过交流接入的海上风电设备构成的第五模块的等效阻抗、第四模块和第五模块构成的第三模块的等效阻抗、直流输电的整流侧设备和直流侧变压器构成的第六模块的等效阻抗以及通过直流接入的海上风电设备构成的第七模块的等效阻抗;将第二模块和所述第三模块构成的并联结构以及第一模块作为第一子系统;将第四模块和所述第五模块作为第二子系统;将第六模块和第七模块作为第三子系统;采用小信号序阻抗方法分别对第一子系统、第二子系统以及第三子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析;若第一子系统、第二子系统以及第三子系统满足预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统稳定;若任一子系统不满足预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统不稳定。
本申请通过将复杂的海上风电交直流混合并网系统合理的分解成多个模块以及多个模块组成的子系统,每一个子系统都可以视作“单一电压源连接单一电流源”的情况,使得组成的子系统可以采用序阻抗特性分析法进行分析,并且子系统所需要获取的系统参数较少且容易获取,从而解决了对复杂的海上风电交直流混合并网系统的系统参数难以获取,以及系统振荡稳定性难以分析的问题。
附图说明
图1为本申请一种海上风电交直流混合并网系统的一个实施例的系统架构图;
图2为本申请一种海上风电交直流混合并网系统的稳定性判定方法的一个实施例的方法流程图;
图3为本申请实施例中单一电压源连接单一电流源的子系统示意图;
图4为本申请实施例中第四模块的典型等效序阻抗特性示意-对数坐标。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
图1为本申请一种海上风电交直流混合并网系统的一个实施例的系统架构图,如图1所示,图1中包括:
电网、电网侧变压器、直流输电逆变侧设备、交流海缆、海上风电侧交流升压站、通过交流接入的海上风电设备、直流输电的整流侧设备、直流侧变压器以及通过直流接入的海上风电设备;
通过交流接入的海上风电设备通过海上风电侧交流升压站和交流海缆接入到电网;
通过直流侧接入的海上风电设备依次通过直流侧变压器、直流输电的整流侧设备、直流海缆以及直流输电逆变侧设备,接入到电网。
需要说明的是,本申请的海上风电交直流混合并网系统包括电网和电网侧变压器,以及直流输电逆变侧设备(包括逆变器)、交流海缆、海上风电侧交流升压站、通过交流接入的海上风电设备(包括可能存在的集电线路、无功补偿、变压器、滤波器等设备)、直流输电的整流侧设备(包括整流器)、直流侧变压器以及通过直流接入的海上风电设备(包括可能存在的集电线路、无功补偿、变压器、滤波器等设备)。具体的海上风电交直流混合并网系统包括:通过交流接入的海上风电设备依次连接海上风电侧交流升压站和交流海缆从而接入到电网;通过直流侧接入的海上风电设备依次通过直流侧变压器、直流输电的整流侧设备、直流海缆以及直流输电逆变侧设备,接入到电网。
在一种具体的实施方式中,将电网和电网侧变压器作为第一模块;将直流输电逆变侧设备作为第二模块;将交流海缆以及海上风电侧交流升压站作为第四模块;将通过交流接入的海上风电设备作为第五模块;将第四模块和第五模块作为第三模块;将直流输电的整流侧设备和直流侧变压器作为第六模块;将通过直流接入的海上风电设备作为第七模块;
分别将第一模块以及第二模块和第三模块的并联结构、第四模块和第五模块、第六模块和第七模块分别作为单一电压源连接单一电流源的子系统;
具体的,将第一模块作为电压源,第二模块和第三模块的并联结构作为电流源;
将第四模块靠近电网的一侧等效接地后作为电压源,将第五模块作为电流源;
将第六模块作为电压源,将第七模块作为电流源。
需要说明的是,由于对于本申请的海上风电交直流混合并网系统,其风险点主要包括:第六模块与第七模块之间,第四模块和第五模块之间以及第一模块和第二模块即第三模块的并联结构之间,因此,为了判断系统的稳定性,需要将以上三个风险点构成的系统都进行分析。另外,本申请将第四模块与第五模块的集合称为第三模块(这么划分的原因是,由于第四模块中存在并联对地的等效电容支路,使得第三模块整体的序阻抗不能简单等于第四模块与第五模块的串联,因此需要单独作为一个讨论对象)。
本申请还提供了一种海上风电交直流混合并网系统的振荡稳定性判定方法,如图2所示,图2中包括:
101、分别获取电网及电网侧变压器构成的第一模块的等效阻抗、直流输电逆变侧设备构成的第二模块的等效阻抗、交流海缆以及海上风电侧交流升压站构成的第四模块的等效阻抗、通过交流接入的海上风电设备构成的第五模块的等效阻抗、第四模块和第五模块构成的第三模块的等效阻抗、直流输电的整流侧设备和直流侧变压器构成的第六模块的等效阻抗以及通过直流接入的海上风电设备构成的第七模块的等效阻抗;
需要说明的是,本申请可以通过直接测量阻抗或在已知参数值下进行分析推导的方式获取每一个模块的等效阻抗,其中在获取第四模块的等效序阻抗特性时,需要将其电网侧接地,分析其从海上风电侧看入的等效序阻抗;在获取除了第四模块以外的其他模块的序阻抗特性时,应当获取从模块的交流连接点或者直流接入点处看入模块的等效对地序阻抗。系统中各个模块的等效序阻抗特性,可以通过理论推导或实际测量的方法获取。理论推导或实际测量的具体方法可以采用现有的技术进行实现。
另外,第四模块有两个交流连接点,分别是电网侧连接点和海上风电侧连接点。在获取第四模块的等效序阻抗特性时,应当将其电网侧的交流连接点视作接地,分析其从海上风电侧看入的等效对地序阻抗。原因是,在分析第四模块与第五模块之间的宽频振荡稳定性问题时,将第四模块看作电压源,第五模块看作电流源。这样分析可以将得到的第三模块作为单一电流源,连接理想电压源情况下的内部稳定性。
本申请中将第四模块的电网侧交流母线视为接地,从其海上风电侧看入,其海上风电侧交流升压站表现为电抗串联电阻,交流海缆表现为一Pi型等值电路,则可获得其等效电路图,具体的,根据其中各元件的等效参数和串并联关系,即可推导得出模块4的等效序阻抗,为一s域函数。由于模块4完全由无源器件构成,因此,其正序、负序阻抗完全相同。典型的模型4序阻抗特性如图4所示(以伯德图形式表现,包括幅频特性与相频特性,横坐标为频率Hz)。
102、将第二模块和第三模块构成的并联结构以及第一模块作为第一子系统;将第四模块和第五模块作为第二子系统;将第六模块和第七模块作为第三子系统;
需要说明的是,本申请将系统划分为第一模块至第七模块后,可以将复杂的海上风电交直流混合并网系统合理地分解为三个子系统,将复杂系统的振荡稳定性问题,转化为处理三个子系统的稳定性问题。确保分解后的所有子系统的稳定性是原系统的稳定性的充要条件。
并且原系统不是“单一电流源接入单一电压源”的情况,因此无法采用小信号序阻抗方法进行分析。而将复杂系统分解为由7个模块分别组合成的三个子系统后,每一个子系统都能形成“单一电流源接入单一电压源”的情况,因此可以用小信号序阻抗方法对其分别进行分析,再根据三个子系统的振荡稳定性分析结果,综合得到原系统的分析结果。
103、采用小信号序阻抗方法分别对第一子系统、第二子系统以及第三子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析;
需要说明的是,本申请可以采用小信号序阻抗方法分别对第一子系统、第二子系统以及第三子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析,从而判断出每一个子系统的稳定性。
在一种具体的实施方式中,采用小信号序阻抗方法对第一子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析,具体为:
将第一模块作为电压源,将第二模块和第三模块的并联结构作为电流源;获取电压源串联的等效序阻抗Zg1以及电流源并联的等效序阻抗Zc1;判断传递函数Zg1(s)/Zc1(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。
需要说明的是,本申请可以将第一模块作为电压源,将第二模块和第三模块的并联结构作为电流源;获取电压源串联的等效序阻抗Zg1,以及根据第二模块和第三模块的并联结构对应的等效阻抗计算出电流源并联的等效序阻抗Zg1;判断传递函数Zg1(s)/Zc1(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。具体的,对于由单一电压源和单一电流源相连接组成的子系统,其系统示意图可以参考图3。
在一种具体的实施方式中,采用小信号序阻抗方法对第二子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析,具体为:
将第四模块靠近电网的一侧等效接地后作为电压源,将第五模块作为电流源;获取电压源串联的等效序阻抗Zg2以及电流源并联的等效序阻抗Zc2;判断传递函数Zg2(s)/Zc2(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。
需要说明的是,本申请可以将第四模块作为电压源,将第五模块作为电流源;并获取电压源串联的等效序阻抗Zg2,以及电流源并联的等效序阻抗Zc2;判断传递函数Zg2(s)/Zc2(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。
在一种具体的实施方式中,采用小信号序阻抗方法对第三子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析,具体为:
将第六模块作为电压源,将第七模块作为电流源;获取电压源串联的等效序阻抗Zg3以及电流源并联的等效序阻抗Zc3;判断传递函数Zg3(s)/Zc3(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。
需要说明的是,本申请可以将第六模块作为电压源,将第七模块作为电流源;并获取电压源串联的等效序阻抗Zg3,以及电流源并联的等效序阻抗Zc3;判断传递函数Zg3(s)/Zc3(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。
104、若第一子系统、第二子系统以及第三子系统满足预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统稳定;若任一子系统不满足所述预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统不稳定。
需要说明的是,本申请可以通过判断传递函数Zg(s)/Zc(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据,从而判断子系统是否稳定。具体的,当Zg(s)/Zc(s)满足奈奎斯特稳定性判据即说明该子系统稳定,否则不稳定。通过传递函数Zg(s)/Zc(s)的奈奎斯特图,可分析子系统的相位裕度与幅值裕度。另外,对于单一电压源和单一电流源相连接组成的子系统,可以采用现有技术(Impedance-Based Stability Criterion for Grid-Connected Inverters)中的分析方法进行分析。
在一种具体的实施方式中,还包括:
若海上风电交直流混合并网系统稳定,则分析第一子系统、第二子系统以及第三子系统的稳定裕度;
若海上风电交直流混合并网系统不稳定,则说明系统存在宽频振荡,则分析第一子系统、第二子系统以及第三子系统中宽频振荡具体来源于那一个子系统。
本申请通过将复杂的海上风电交直流混合并网系统合理的分解成多个模块以及多个模块组成的子系统,每一个子系统都可以视作“单一电压源连接单一电流源”的情况,使得组成的子系统可以采用序阻抗特性分析法进行分析,并且子系统所需要获取的系统参数较少且容易获取,从而解决了对复杂的海上风电交直流混合并网系统的系统参数难以获取,以及系统稳定性难以分析的问题。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种海上风电交直流混合并网系统,其特征在于,包括:电网、电网侧变压器、直流输电逆变侧设备、交流海缆、海上风电侧交流升压站、通过交流接入的海上风电设备、直流输电的整流侧设备、直流侧变压器以及通过直流接入的海上风电设备;
所述通过交流接入的海上风电设备通过所述海上风电侧交流升压站和交流海缆接入到电网;
所述通过直流侧接入的海上风电设备依次通过所述直流侧变压器、直流输电的整流侧设备、直流海缆以及直流输电逆变侧设备,接入到电网。
2.根据权利要求1所述的海上风电交直流混合并网系统,其特征在于,将所述电网和所述电网侧变压器作为第一模块;将所述直流输电逆变侧设备作为第二模块;将交流海缆以及海上风电侧交流升压站作为第四模块;将通过交流接入的海上风电设备作为第五模块;将第四模块和第五模块作为第三模块;将直流输电的整流侧设备和直流侧变压器作为第六模块;将通过直流接入的海上风电设备作为第七模块;
分别将所述第一模块以及所述第二模块和所述第三模块的并联结构、所述第四模块和第五模块、所述第六模块和第七模块分别作为单一电压源连接单一电流源的子系统;
具体的,将所述第一模块作为电压源,所述第二模块和所述第三模块的并联结构作为电流源;
将所述第四模块靠近电网的一侧等效接地后作为电压源,将所述第五模块作为电流源;
将所述第六模块作为电压源,将所述第七模块作为电流源。
3.一种海上风电交直流混合并网系统的稳定性判定方法,基于权利要求2实现,其特征在于,包括:
分别获取电网及电网侧变压器构成的第一模块的等效阻抗、直流输电逆变侧设备构成的第二模块的等效阻抗、交流海缆以及海上风电侧交流升压站构成的第四模块的等效阻抗、通过交流接入的海上风电设备构成的第五模块的等效阻抗、所述第四模块和所述第五模块构成的第三模块的等效阻抗、直流输电的整流侧设备和直流侧变压器构成的第六模块的等效阻抗以及通过直流接入的海上风电设备构成的第七模块的等效阻抗;
将所述第二模块和所述第三模块构成的并联结构以及所述第一模块作为第一子系统;将所述第四模块和所述第五模块作为第二子系统;将所述第六模块和所述第七模块作为第三子系统;
采用小信号序阻抗方法分别对所述第一子系统、所述第二子系统以及所述第三子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析;
若所述第一子系统、所述第二子系统以及所述第三子系统满足预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统稳定;若任一子系统不满足所述预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统不稳定。
4.根据权利要求3所述的海上风电交直流混合并网系统的振荡稳定性判定方法,其特征在于,在所述若所述第一子系统、所述第二子系统以及所述第三子系统满足预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统稳定;若任一子系统不满足所述预置的系统稳定条件,则判定海上风电交直流混合并网系统不稳定,之后还包括:
若海上风电交直流混合并网系统稳定,则分析所述第一子系统、所述第二子系统以及所述第三子系统的稳定裕度;
若海上风电交直流混合并网系统不稳定,则说明系统存在宽频振荡问题,则分析所述第一子系统、所述第二子系统以及所述第三子系统中宽频振荡具体来源于那一个子系统。
5.根据权利要求3所述的海上风电交直流混合并网系统的稳定性判定方法,其特征在于,采用小信号序阻抗方法对所述第一子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析,具体为:
将所述第一模块作为电压源,将所述第二模块和第三模块的并联结构作为电流源;
获取所述电压源串联的等效序阻抗Zg1以及所述电流源并联的等效序阻抗Zc1;
判断传递函数Zg1(s)/Zc1(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。
6.根据权利要求3所述的海上风电交直流混合并网系统的稳定性判定方法,其特征在于,采用小信号序阻抗方法对所述第二子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析,具体为:
将所述第四模块靠近电网的一侧等效接地后作为电压源,将所述第五模块作为电流源;
获取所述电压源串联的等效序阻抗Zg2以及所述电流源并联的等效序阻抗Zc2;
判断传递函数Zg2(s)/Zc2(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。
7.根据权利要求3所述的海上风电交直流混合并网系统的稳定性判定方法,其特征在于,采用小信号序阻抗方法对所述第三子系统的电压源和电流源的序阻抗关系进行分析,具体为:
将所述第六模块作为电压源,将所述第七模块作为电流源;
获取所述电压源串联的等效序阻抗Zg3以及所述电流源并联的等效序阻抗Zc3;
判断传递函数Zg3(s)/Zc3(s)是否满足奈奎斯特稳定性判据。
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