一种集成新能源、储能直流互联系统动态稳定性识别方法与流程

本技术涉及电网动态稳定性检测，特别是涉及一种集成新能源、储能直流互联系统动态稳定性识别方法。

背景技术：

1、由于能够高效的接纳高比例风光新能源，并以此为日益增长的电动汽车、数据中心等直流负荷提供高效可靠供电，通过基于先进电力电子技术的直流互联系统来减少中间电能变换环节，从而来提供电能传输效率这种技术方案得到了极大的关注。与交流系统不同，直流互联系统中不存在强自然惯性特征的同步机组单元，呈现低惯量、弱阻尼特性。风电光伏等新能源随机性波动及负荷暂态冲击，易恶化系统直流电压低频动态稳定性，威胁系统稳定可靠运行。

2、为研究集成新能源-储能直流互联系统低频动态稳定问题，通常采用基于传递函数、状态空间及阻抗的建模分析方法。常规的方法如下：

3、(1)建立直流微电网小信号闭环传递函数模型，并分析虚拟惯性控制策略对系统稳定性的影响。

4、(2)建立下垂控制直流微电网状态空间模型，通过观察控制参数变化时根轨迹的变化规律分析系统稳定性。

5、(3)基于状态空间模型，比较分析了常规下垂控制以及交流电流下垂控制对系统稳定性的影响。

6、(4)基于阻抗模型，研究了聚合恒功率负荷对直流微电网稳定性的影响。

7、(5)建立基于虚拟惯性控制的直流微电网阻抗模型，采用频域分析法和阻抗匹配准则研究了虚拟惯性系数和恒功率负载对系统稳定性的影响。

8、然而，上述建模分析方法均涉及了系统宽频段控制及物理特性，导致所建模型阶数较高，难以直观有效从机理层面揭示直流互联系统特定低频动态稳定性的根本原因。

技术实现思路

1、本技术基于优化现有的集成新能源-储能直流互联系统稳定识别技术，提供了一种集成新能源、储能直流互联系统动态稳定性识别方法。

2、所述方法包括：

3、构建集成新能源、储能直流互联系统，所述集成新能源、储能直流互联系统包括若干个平衡单元和若干个恒定功率单元；

4、将所述平衡单元降阶为由等效电阻和等效电容并联形式的平衡单元等效电路模型；

5、将所述恒定功率单元降阶为由等效电阻和等效电容并联形式的恒定功率单元等效电路模型；

6、将所述平衡单元等效电路模型和所述恒定功率单元等效电路模型进行集成并联得到所述低频动态稳定性等效电路模型；

7、采用所述低频动态稳定性等效电路模型根据获取到用于评定所述集成新能源、储能直流互联系统低频动态稳定性的动态稳定性结果。

8、优选的，所述构建集成新能源、储能直流互联系统包括：

9、构建所述平衡单元和所述恒定功率单元；

10、将所述平衡单元和所述恒定功率单元分别接入直流母线构成所述集成新能源、储能直流互联系统；

11、将所述集成新能源、储能直流互联系统通过双向dc/ac变流器接入交流电网。

12、优选的，所述构建平衡单元包括：

13、将若干分布式直流储能装置分别与电子变流器连接，得到直流储能集成单元；

14、将若干分布式直流新能源分别与电子变流器连接，得到直流新能源集成单元；

15、将所述直流储能集成单元和所述直流新能源集成单元分别接入直流母线得到所述平衡单元；

16、所述构建恒定功率单元包括：

17、将若干分布式大功率新能源分别与电子变流器连接，得到大功率新能源集成单元；

18、将交流电网与电子变流器连接，得到大功率交流电网集成单元；

19、将若干负载与电子变流器连接，得到大功率负载集成单元；

20、将所述大功率新能源集成单元、所述大功率交流电网集成单元和所述大功率负载集成单元分别接入直流母线得到所述恒定功率单元。

21、优选的，所述平衡单元控制策略包括下垂控制和电流内环控制环节；

22、所述构建所述集成新能源、储能直流互联系统的低频动态稳定性等效电路模型包括：

23、将所述平衡单元进行线性化处理得到平衡单元传递函数模型；

24、根据所述平衡单元传递函数模型获取到直流母线电压动态模型；

25、根据诺顿等效定理将所述直流母线电压动态模型转化为平衡单元等效电路模型；

26、将所述恒定功率单元进行电容电阻等效处理得到所述恒定功率单元等效电路模型；

27、将所述平衡单元等效电路模型和所述恒定功率单元等效电路模型进行集成并联得到所述低频动态稳定性等效电路模型。

28、优选的，所述获取到动态稳定性结果步骤后还包括模型有效性检测；

29、所述模型有效性检测包括：

30、在pscad/emtdc中搭建三端直流互联系统的详细电磁暂态仿真模型；

31、在预设时间点将所述详细电磁暂态仿真模型中的电阻降低；

32、获取到所述详细电磁暂态仿真模型的第一仿真结果和所述低频动态稳定性等效电路模型的第二仿真结果；

33、通过判断所述第一仿真结果和所述第二仿真结果之间的吻合度是否大于预设吻合值来判断所述低频动态稳定性等效电路模型的有效性。

34、优选的，所述平衡单元控制策略中下垂控制的表达式为：

35、

36、其中，所述rdi为平衡单元的下垂系数，所述udcseti和所述isrefi分别为直流电压设定值和电流内环控制参考，所述udc为直流母线电压。

37、优选的，所述直流母线电压动态模型为：

38、

39、其中，所述δurefi表示平衡单元的等效直流电压源电压小扰动增量，所述zsi表示平衡单元的等效输出阻抗，所述rsi为等效输出阻抗，所述zsi的等效电阻，所述csi为平衡单元出口直流电容，所述iodci为直流母线侧电流，udcseti为直流电压设定值，所述s为定值常数。

40、优选的，所述低频动态稳定性等效电路模型为：

41、

42、

43、其中，所述zall为系统总并联阻抗，所述zp表示恒功率单元等效阻抗，所述rp和所述cp分别表示恒功率单元等效负电阻和出口电容，所述udc和所述pcpl分别表示稳态工作点处直流母线电压和恒功率负载功率值。

44、优选的，所述平衡单元等效电路模型中效输出阻抗表达式为：

45、

46、本技术提供一种集成新能源、储能直流互联系统动态稳定性识别方法，所述方法包括构建集成新能源、储能直流互联系统，所述集成新能源、储能直流互联系统包括若干个平衡单元和若干个恒定功率单元；将所述平衡单元降阶为由等效电阻和等效电容并联形式的平衡单元等效电路模型；将所述恒定功率单元降阶为由等效电阻和等效电容并联形式的恒定功率单元等效电路模型；将所述平衡单元等效电路模型和所述恒定功率单元等效电路模型进行集成并联得到所述低频动态稳定性等效电路模型；采用所述低频动态稳定性等效电路模型根据获取到用于评定所述集成新能源、储能直流互联系统低频动态稳定性的动态稳定性结果。本技术通过上述方法可以直观有效的从机理层面揭示直流互联系统特定低频动态稳定性的根本原因并以此进行更具准确性的稳定性识别。