一种电力系统振荡抑制方法及电力系统

本申请涉及电力，特别是涉及一种电力系统振荡抑制方法及电力系统。

背景技术：

1、电力系统振荡问题是电力系统自诞生起就面临的重要问题，针对电力系统振荡问题，目前的振荡抑制方法是基于稳定性分析的振荡抑制方法，其本质为分析和控制振荡模式对应的极点在复平面上的位置，然而，针对可再生能源并网电力系统，基于稳定性分析的振荡抑制方法并不能给出合理清晰的解释，也未取得理想的振荡抑制效果。

2、现有的振荡抑制方法在应用于可再生能源并网电力系统时，忽略了一个重要事实：发生在传统电力系统的扰动是离散的和瞬时的，如故障的发生和清除、设备的投入和退出、系统运行方式切换等。与之形成鲜明对比的是，对于可再生能源并网电力系统，由于风力和光照强度固有的随机波动性，扰动是持续的。

3、现有的振荡抑制方法忽略的另一个重要事实是，在可再生能源并网电力系统中，风力发电机组、光伏发电单元等电力电子装置通常具有较多的振荡模式，并且振荡模式在从低频到高频的频段均有分布。那么，电力电子装置对应的线性化模型如状态空间模型或者传递函数模型中，极点的个数非常多，并且在复平面上广泛分布，加之风力发电机组等可再生能源电力系统的运行方式多变，导致可再生能源并网电力系统即使在微小的持续扰动下也会产生高幅值的振荡。所以，现有的振荡抑制方法对于可再生能源并网电力系统无法奏效。

技术实现思路

1、本申请提供一种电力系统振荡抑制方法及电力系统，以解决或至少部分解决相关技术中的缺陷或不足。

2、第一方面，本申请提供一种电力系统振荡抑制方法，应用于电力系统中的振荡抑制装置，所述电力系统包括可再生能源并网电力系统和作为反馈通路的所述振荡抑制装置，所述振荡抑制装置的采样端连接所述可再生能源并网电力系统的第一位置，所述振荡抑制装置的反馈端连接所述可再生能源并网电力系统的第二位置，在所述可再生能源并网电力系统的从扰动到输出的传递函数前向通路方向上，所述第二位置位于所述第一位置上游，所述电力系统振荡抑制方法包括：

3、在所述可再生能源并网电力系统的第一传递函数的极点中，确定在复平面上满足预设相互靠近条件的第一目标共轭极点对和第二目标共轭极点对；

4、在所述复平面上确定第一共轭极点对；其中，所述第一共轭极点对与所述第一目标共轭极点对和/或所述第二目标共轭极点对的距离满足所述预设相互靠近条件；

5、根据所述第一共轭极点对，构建所述第二传递函数；

6、从所述第一位置采样所述可再生能源并网电力系统的状态变量，并根据所述状态变量和所述第二传递函数，生成振荡抑制信号；

7、通过所述第二位置将所述振荡抑制信号反相输入所述可再生能源并网电力系统，以对所述可再生能源并网电力系统进行振荡抑制。

8、第二方面，本申请提供一种电力系统，所述电力系统包括可再生能源并网电力系统和作为反馈通路的振荡抑制装置，所述振荡抑制装置的采样端连接所述可再生能源并网电力系统的第一位置，所述振荡抑制装置的反馈端连接所述可再生能源并网电力系统的第二位置，在所述可再生能源并网电力系统的从扰动到输出的传递函数前向通路方向上，所述第二位置位于所述第一位置上游，所述振荡抑制装置用于实现上述第一方面所述的电力系统振荡抑制方法的步骤。

9、根据本申请提供的具体实施例，本申请公开了以下技术效果：

10、本申请提供了一种电力系统振荡抑制方法及电力系统，通过对可再生能源并网电力系统增加振荡抑制装置作为反馈通路，构成闭环反馈控制系统，通过振荡抑制装置根据从可再生能源并网电力系统中获取的状态变量，生成振荡抑制信号并反相反馈回可再生能源并网电力系统中，从而实现对可再生能源并网电力系统的振荡抑制。在可再生能源并网电力系统因存在相互靠近的两组共轭极点对而产生振荡的情况下，通过设计振荡抑制装置传递函数的一组共轭极点对（即整个电力系统的一组共轭零点对），在复平面上位于上述相互靠近的两组共轭极点对附近（即距离满足预设相互靠近条件），如此，整个电力系统中可以包含一组共轭零点对位于相互靠近的两组共轭极点对附近，经数学推导验证，可使得相互靠近的两组共轭极点对中每个极点对应的留数降低，从而抵消了相互靠近的两组共轭极点对所产生的振荡问题，使得可再生能源并网电力系统的振荡得到抑制。

1.一种电力系统振荡抑制方法，其特征在于，应用于电力系统中的振荡抑制装置，所述电力系统包括可再生能源并网电力系统和作为反馈通路的所述振荡抑制装置，所述振荡抑制装置的采样端连接所述可再生能源并网电力系统的第一位置，所述振荡抑制装置的反馈端连接所述可再生能源并网电力系统的第二位置，在所述可再生能源并网电力系统的从扰动到输出的传递函数前向通路方向上，所述第二位置位于所述第一位置上游，所述电力系统振荡抑制方法包括：

2.根据权利要求1所述的电力系统振荡抑制方法，其特征在于，所述电力系统振荡抑制方法还包括：

3.根据权利要求2所述的电力系统振荡抑制方法，其特征在于，所述电力系统振荡抑制方法还包括：

4.根据权利要求2所述的电力系统振荡抑制方法，其特征在于，所述电力系统振荡抑制方法还包括：

5.根据权利要求2所述的电力系统振荡抑制方法，其特征在于，所述第一共轭零点对的虚部绝对值不等于所述第一目标共轭极点对的虚部绝对值，包括以下多种情况中的任一种：

6.根据权利要求3所述的电力系统振荡抑制方法，其特征在于，所述目标增益取值范围包括：大于10/且小于1；其中，为所述第二位置到所述第一位置之间的传递函数的增益。

7.根据权利要求1所述的电力系统振荡抑制方法，其特征在于，所述预设相互靠近条件包括在所述复平面上的两个点的距离小于或等于目标值的十分之一，所述目标值为所述两个点的模值中较大的模值。

8.根据权利要求3所述的电力系统振荡抑制方法，其特征在于，所述根据所述状态变量和所述第二传递函数，生成振荡抑制信号，包括：

9.根据权利要求8所述的电力系统振荡抑制方法，其特征在于，所述可再生能源并网电力系统包括：光伏电站、柔性直流输电系统和交流外送通道；

10.根据权利要求8所述的电力系统振荡抑制方法，其特征在于，所述可再生能源并网电力系统包括：风电场、同步发电机组和交流外送通道；

11.根据权利要求1所述的电力系统振荡抑制方法，其特征在于，所述第一共轭极点对的实部均大于-1且小于0。

12.根据权利要求3所述的电力系统振荡抑制方法，其特征在于，所述第一共轭零点对的实部均大于-1且小于0，所述第二共轭零点对的实部均大于-1且小于0，所述第三共轭零点对的实部均大于-1且小于0。

13.一种电力系统，其特征在于，所述电力系统包括可再生能源并网电力系统和作为反馈通路的振荡抑制装置，所述振荡抑制装置的采样端连接所述可再生能源并网电力系统的第一位置，所述振荡抑制装置的反馈端连接所述可再生能源并网电力系统的第二位置，在所述可再生能源并网电力系统的从扰动到输出的传递函数前向通路方向上，所述第二位置位于所述第一位置上游，所述振荡抑制装置用于实现权利要求1-12中任一项所述的电力系统振荡抑制方法的步骤。