[发明专利]一种基于VSC变流器的风电系统振荡源定位方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于VSC变流器的风电系统振荡源定位方法和装置，VSC变流器包括：VSC主电路系统和VSC控制系统；VSC主电路系统包括：VSC交流侧和VSC直流侧；VSC控制系统包括：电压控制器和电流控制器；方法包括：获取风电系统中各VSC节点的VSC主电路系统的电路参数，计算各VSC主电路系统的哈密顿函数；若VSC主电路系统无源，则生成对应的主电路振荡特征量；根据获取的存在振荡的VSC节点的电压控制器和电流控制器的控制参数，计算电压控制器的哈密顿存储函数和电流控制器的哈密顿存储函数，校验VSC控制系统的无源性；若VSC控制系统无源，则确定哈密顿存储函数值均为单调递增的节点为振荡源，以实现振荡监测和振荡源定位，提高振荡源定位的精度。

技术领域

本发明涉及风电系统振荡源定位技术领域，尤其涉及一种基于VSC变流器的风电系统振荡源定位方法、装置及存储介质。

背景技术

随着风电的发展，电力电子设备接入电力系统的占比正不断提升。以电力电子变流器为例，其不仅是风电系统中风电机组的重要组成部分，还涉及柔性直流输电(VoltageSource Converter based High Voltage Direct Current Transmission,VSC-HVDC)技术和灵活交流输电(Flexible Alternative Current Transmission Systems,FACTS)装置等。风电的发展依赖于电力电子设备的发展与应用的同时，高比例电力电子设备的应用也导致电网稳定性问题愈发严重。其中，随着“双高”(高比例新能源和高比例电力电子装备)电力系统的运行方式和动态特性变得更为复杂，电磁振荡事故的频率分布范围也更为广泛。研究表明，新型电磁振荡是宽频振荡，其频段超过了低频振荡和次同步振荡的范围，分布在数赫兹至数千赫兹。传统的基于相量法的能量流是对于低频振荡提出的，它已可以辨识系统振荡性质并实现振荡源定位，且证明了所涉及的公式符合耗散理论。然而，传统振荡源定位方法并不适用于分析电力电子装置参与的系统振荡。另一方面，含VSC(电压源型变流器)风电系统的电力电子装置渗透率较高，电力电子装置控制不当可能引发系统振荡。针对由电力电子装置控制引发的电力系统振荡问题，常见的振荡定位方法是谐波法，采用谐波法定位振荡源的精度易受系统背景谐波影响，且无法将系统振荡成因准确归咎于电力电子装置的控制环节。因此，现有的振荡源定位方法没有考虑到电力电子装置的控制环节，振荡源定位精度低。

发明内容

本发明提供了一种基于VSC变流器的风电系统振荡源定位方法、装置及存储介质，通过构造VSC的能量函数及相关特征量，以实现振荡监测和振荡源定位，提高振荡源定位的精度。

本发明提供了一种基于VSC变流器的风电系统振荡源定位方法，包括：所述VSC变流器包括：VSC主电路系统和VSC控制系统；所述VSC主电路系统包括：VSC交流侧和VSC直流侧；VSC控制系统包括：电压控制器和电流控制器；

所述风电系统振荡源定位方法包括：

获取风电系统中各VSC节点的VSC主电路系统的电路参数，计算各所述VSC主电路系统的哈密顿函数；各所述VSC节点为包含VSC变流器的网络节点；所述电路参数包括：VSC交流侧的三相瞬时电压和三相瞬时电流以及VSC直流侧的直流电压和直流电流；根据所述哈密顿函数，校验各VSC主电路系统的无源性；若VSC主电路系统无源，则根据VSC交流侧的三相瞬时电压和三相瞬时电流，生成对应的主电路振荡特征量；

根据所述对应的主电路振荡特征量，判断各所述VSC节点是否存在振荡；获取存在振荡的VSC节点的电压控制器和电流控制器的控制参数，根据所述控制参数计算电压控制器的第一哈密顿存储函数和电流控制器的第二哈密顿存储函数；

根据所述第一哈密顿存储函数和所述第二哈密顿存储函数，校验所述电压控制器和电流控制器的无源性；若所述电压控制器无源，则确定第一哈密顿存储函数值为单调递增的节点为振荡源；若所述电流控制器无源，则确定第二哈密顿存储函数值为单调递增的节点为振荡源。