【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統控制，具體是一種含非線性負載光伏并網系統振蕩抑制的參數優化方法。
技術介紹
1、為應對全球化石能源短缺和氣候變化的問題，我國在2020年提出“碳達峰”、“碳中和”兩個目標。電力能源行業是co2排放的主要來源，占全社會碳排放總量的87％，通常被視為實現“雙碳”目標的核心。
2、為推動實現“雙碳”戰略目標，在電源側，以光伏為代表的新能源發電占據著重要地位。一般情況下，光能由于其間歇性、波動性的特點通常需要經過電力電子變換器才能實現并網。此外，為減少負荷側的碳排放并提高能源利用效率，基于電力電子接口的新型負荷元件在工業生產與居民生活中也大量應用，例如電解制氫、電弧爐、變頻傳動/調速電機和電動汽車充電機等。這些新型負荷元件主要基于分為前端整流環節和后端功率轉換(dc/dc或dc/ac)環節的電源轉換系統。其中，三相晶閘管可控整流由于成本效益好、容量大的優點在實際生活中得到了廣泛應用。
3、隨著以光伏為代表的新能源發電大規模并網以及基于電力電子設備接口的非線性負載的大量使用，新型電力系統呈現“高比例可再生能源”和“高比例電力電子設備”的特征。由于電力電子設備的非線性、強耦合性特點以及多時間尺度控制環節，光伏、非線性負載、交流電網三者之間的相互作用可能引發系統振蕩，威脅電網及其連接設備的穩定運行造成風險。因此，分析含非線性負載的光伏并網系統的振蕩特性并研究其振蕩抑制方法具有重要的意義。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供
2、步驟一，采用諧波線性化方法建立含可控非線性負載的光伏并網系統序阻抗模型，并搭建對應的含可控非線性負載的光伏并網系統仿真模型；
3、步驟二，所述的根據得到的含可控非線性負載的光伏并網系統序阻抗模型，通過計算各參數的阻抗實部相對靈敏度和阻抗虛部相對靈敏度，并依據阻抗實部相對靈敏度和阻抗虛部相對靈敏度絕對值大小進行排序，識別出阻抗實部或虛部相對靈敏度絕對值較大的參數作為影響系統穩定性的關鍵參數，并將關鍵參數的初始取值范圍劃分為穩定區域與不穩定區域；
4、步驟三，在穩定區域的基礎上，通過含可控非線性負載的光伏并網系統仿真模型進行參數優化，并采用粒子群算法對影響系統穩定性的關鍵參數進行優化，得到優化參數；
5、步驟四，根據得到的優化參數，對含可控非線性負載的光伏并網系統進行振蕩抑制。
6、進一步的，所述的采用諧波線性化方法建立含可控非線性負載的光伏并網系統序阻抗模型，包括：
7、所述的含可控非線性負載的光伏并網系統包含光伏發電單元、非線性負載和等效交流電網；其中光伏發電單元直流側采用簡化等效模型，外環采用定功率控制，內環采用電流控制；非線性負載采用基于晶閘管整流的三相可控非線性負載，其包含測量環節、鎖相環、直流電流控制，直流側采用恒直流電壓源等效；通過諧波線性化方法分別對光伏發電單元、可控非線性負載進行序阻抗建模，再根據交流電網阻抗等效得到含可控非線性負載的光伏并網系統序阻抗模型。
8、進一步的，所述的根據得到的含可控非線性負載的光伏并網系統序阻抗模型，通過計算各參數的阻抗實部相對靈敏度和阻抗虛部相對靈敏度，并依據阻抗實部相對靈敏度和阻抗虛部相對靈敏度絕對值大小進行排序，識別出阻抗實部或虛部相對靈敏度絕對值較大的參數作為影響系統穩定性的關鍵參數，包括：
9、其中的參數包括電路參數、控制參數：電路參數具體為用于lcl型濾波器的兩個濾波電感、一個濾波電容以及一個阻尼電阻；控制參數為光伏發電機組的鎖相環和電流內環對應的pi控制參數，以及可控非線性負載的鎖相環和直流電流控制對應的pi控制參數；
10、阻抗實部相對靈敏度為：
11、
12、阻抗虛部相對靈敏度為：
13、
14、進一步的，所述的將關鍵參數的初始取值范圍劃分為穩定區域與不穩定區域，包括：
15、系統等效電阻值大于0對應的關鍵影響參數取值范圍為穩定區域，作為參數的初始優化區間；系統等效電阻值小于0對應的參數取值范圍為不穩定區域。
16、進一步的，所述的在穩定區域的基礎上，通過含可控非線性負載的光伏并網系統仿真模型進行參數優化，并采用粒子群算法對影響系統穩定性的關鍵參數進行優化，得到優化參數，包括：
17、優化目標函數包含系統穩定性指標與響應性能指標兩部分，計算公式如下：
18、
19、j＝min[k1(-rmin)+k2ψ]
20、式中，ψ為系統響應性能指標；id(t)、idref分別為光伏發電單元d軸電流的實際值與參考值；idc(t)、idc_ref分別為可控非線性負載直流側電流的實際值與參考值；ts為計算起始時間，tψ為計算時長；rmin為系統穩定性指標，其含義是系統在易振蕩頻段等效電阻的最小值；k1、k2分別為穩定性指標rmin與響應性能指標ψ的權重系數。
21、本專利技術的有益效果是：(1)本專利技術所提出的參數穩定域分析縮小了關鍵影響參數的初始優化范圍，提高了參數優化的有效性與效率。
22、(2)本專利技術所提出的兼顧系統穩定性與響應性能的參數優化方法，其優化目標函數包含系統穩定性指標rmin與系統響應性能指標ψ兩部分，在有效提升系統易振蕩頻段的阻尼水平的同時，還兼顧了優化參數變化對系統相應性能的影響，能有效改善因提升系統穩定性而導致系統響應速度變慢的問題。
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1.一種含非線性負載光伏并網系統振蕩抑制的參數優化方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種含非線性負載光伏并網系統振蕩抑制的參數優化方法，其特征在于，所述的采用諧波線性化方法建立含可控非線性負載的光伏并網系統序阻抗模型，包括：
3.根據權利要求2所述的一種含非線性負載光伏并網系統振蕩抑制的參數優化方法，其特征在于，所述的根據得到的含可控非線性負載的光伏并網系統序阻抗模型，通過計算各參數的阻抗實部相對靈敏度和阻抗虛部相對靈敏度，并依據阻抗實部相對靈敏度和阻抗虛部相對靈敏度絕對值大小進行排序，識別出阻抗實部或虛部相對靈敏度絕對值較大的參數作為影響系統穩定性的關鍵參數，包括：
4.根據權利要求3所述的一種含非線性負載光伏并網系統振蕩抑制的參數優化方法，其特征在于，所述的將關鍵參數的初始取值范圍劃分為穩定區域與不穩定區域，包括：
5.根據權利要求3所述的一種含非線性負載光伏并網系統振蕩抑制的參數優化方法，其特征在于，所述的在穩定區域的基礎上，通過含可控非線性負載的光伏并網系統仿真模型進行參數優化，并采用粒子群算法對影響
...【技術特征摘要】
1.一種含非線性負載光伏并網系統振蕩抑制的參數優化方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種含非線性負載光伏并網系統振蕩抑制的參數優化方法，其特征在于，所述的采用諧波線性化方法建立含可控非線性負載的光伏并網系統序阻抗模型，包括：
3.根據權利要求2所述的一種含非線性負載光伏并網系統振蕩抑制的參數優化方法，其特征在于，所述的根據得到的含可控非線性負載的光伏并網系統序阻抗模型，通過計算各參數的阻抗實部相對靈敏度和阻抗虛部相對靈敏度，并依據阻抗實部相對靈敏度和阻抗虛部相對靈敏度絕...
【專利技術屬性】
技術研發人員：歐開健，蔡海青，伍文聰，顧浩瀚，王渝紅，程楊帆，廖建權，高仕林，張維麟，
申請(專利權)人：南方電網科學研究院有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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