一种基于容量加权的多变流器聚合方法与流程

本发明涉及电网技术中的变流器控制，具体涉及一种基于容量加权的多变流器聚合方法。

背景技术：

1、随着新能源发电技术的快速发展，大量的电力电子装置接入电网侧。由于光伏、风电等发电技术具有随机性和波动性，电网在应用传统的控制策略时会使系统稳定性较差。同时由于电力电子装置的响应速度快，过压过流阈值较低，切载或故障状况容易导致装置的大规模脱网，影响系统的稳定运行。传统的电网中的变流器控制多采用集中式控制或分布式下垂控制。但由于系统缺少惯量与阻尼，系统的稳定性和鲁棒性较差。针对电力电子装置缺少惯量的问题，相关研究人员提出构网型虚拟同步机(virtual synchronousgenerator，vsg)的控制策略，通过模拟同步机的机械方程，使变流器的输出外特性接近同步机的输出特性，为电网系统提供惯量支撑。

2、目前在带有多变流器构网型控制的新能源大型电力系统运行中，为方便研究系统稳定性问题暂态仿真问题，多使用变流器聚合等值(同调等值)方法实现模型的降阶来降低建模与仿真的复杂度。在聚合方法上：具体的聚合方法有数据挖掘、聚类算法对变流器行为归类，但此类方法仅用于相同控制方式的电源，对于不同控制方式的模型有待考究；有利用哈密尔顿作用量将变流器状态方程等价为物理意义的等值模型和利用变流器间阻抗压降作为变流器分群的标准，但其变流器控制均为传统方法，对与是否适用构网型vsg控制下的变流器仍需考究。在参数等效上：现有方法有参数直接叠加，这不符合多变流器参数等效的物理意义，会产生较差的聚合等值效果；有使用惯量中心概念对聚合变流器参数等效，这会增加计算量。

技术实现思路

1、本发明的目的是：降低建模与仿真的复杂度，以便研究多变流器电网系统外部动态特性。

2、为了实现上述发明目的，本发明的技术方案提供了一种基于容量加权的多变流器聚合方法，包括以下步骤：

3、根据虚拟同步机的控制工作原理，搭建多个变流器并网控制回路，通过控制工作原理分析出的虚拟同步机控制公式；

4、获取多个在变流器并网控制回路中，从新能源大型电力系统测量得到的多个虚拟同步机输出电压和输出电流，结合虚拟同步机控制公式得到在变流器并网控制回路运行下的多个有功功率和无功功率，并分别带入至相对应的变流器并网控制回路中的有功控制环和无功控制环中得到多个电动势，根据多个电动势实现控制闭环；

5、根据闭环后的多个变流器并网控制回路，绘制多变流器并网电路图，当新能源大型电力系统运行稳定后，通过增加故障扰动，绘制多功角摇摆曲线图；

6、结合同调判定条件，将多功角摇摆曲线图中的多个功角相对应的多变流器进行分群，得到多个同调群组；

7、采用多变流器等效参数聚合法，分别将多个同调群组中的多个变流器，等效为相对应的等效变流器，通过容量加权法进行电路参数加权聚合，得到聚合后的等效参数，将等效参数中的聚合后功角变化数据与多功角摇摆曲线图结合，得到聚合前后功角摇摆曲线图，并生成变流器并网电路，实现多变流器聚合。

8、优选地，所述同调判定条件公式如下：

9、

10、式中，δi、δj为两个发电设备中变流器扰动期间功角的变化量，t1为开始扰动时间，δt为扰动时间，ε为设定的最大允许功角差。

11、优选地，采用仿真平台在pscad/emtdc环境下搭建所述多个变流器并网控制回路。

12、优选地，在公共母线上增加所述故障扰动。

13、优选地，通过对比采用所述容量加权法前后的等效参数，对等效参数进行修正。

14、优选地，所述多变流器聚合方法还包括：

15、在所述绘制多功角摇摆曲线图时，同步获取有功功率和无功功率在增加扰动后随时间的聚合前变化数据；

16、在得到所述等效参数后，获取等效参数中的有功功率和无功功率随时间的聚合变化数据，结合聚合前变化数据生成聚合前后有功功率和无功功率摇摆曲线图；

17、根据聚合前后有功功率和无功功率摇摆曲线图，验证多个同调群组的准确性。

18、本发明技术方案提出一种基于容量加权的多变流器聚合方法，通过功角摇摆曲线对构网型控制下的多变流器并网的聚合降阶，实现在相同扰动下，通过功角曲线判定出同调群组后，等效电路与控制的参数，把同调群组用一台虚拟同步机代替，再根据聚合前后有功功率不变原则验证聚合的正确性和有效性，并通过改进聚合后参数值的容量加权等效，使聚合的效果相比不考虑虚拟同步机容量的参数聚合更准确。

技术特征：

1.一种基于容量加权的多变流器聚合方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种基于容量加权的多变流器聚合方法，其特征在于，所述同调判定条件公式如下：

3.如权利要求1所述的一种基于容量加权的多变流器聚合方法，其特征在于，采用仿真平台在pscad/emtdc环境下搭建所述多个变流器并网控制回路。

4.如权利要求1所述的一种基于容量加权的多变流器聚合方法，其特征在于，在公共母线上增加所述故障扰动。

5.如权利要求1所述的一种基于容量加权的多变流器聚合方法，其特征在于，通过对比采用所述容量加权法前后的等效参数，对等效参数进行修正。

6.如权利要求1所述的一种基于容量加权的多变流器聚合方法，其特征在于，所述多变流器聚合方法还包括：

技术总结本发明提出一种基于容量加权的多变流器聚合方法，通过功角摇摆曲线对构网型控制下的多变流器并网的聚合降阶，实现在相同扰动下，通过功角曲线判定出同调群组后，等效电路与控制的参数，把同调群组用一台虚拟同步机代替，再根据聚合前后有功功率不变原则验证聚合的正确性和有效性，并通过改进聚合后参数值的容量加权等效，使聚合的效果相比不考虑虚拟同步机容量的参数聚合更准确。技术研发人员：尹军,克帕依吐·吐尔逊,张龙,陈冠初,翟保豫,徐志受保护的技术使用者：国网新疆电力有限公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/11/18