(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211079831.3 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 国网上海能源互联网研究院有限公 司 地址 200131 上海市浦东 新区中国 （上海） 自由贸易试验区李冰路251号、 法拉第 路28号1幢4层、 5层 申请人 国家电网有限公司 　 国网浙江省电力有限公司 　 国网江苏省电力有限公司 (72)发明人 徐旖旎　熊雄　陈蕾　季宇　张颖　 刘海涛　吴鸣　 (74)专利代理 机构 北京工信联合知识产权代理 有限公司 1 1266 专利代理师 姜丽辉(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) H02J 1/10(2006.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 用于低压台区柔性互联系统的稳定性分析 建模方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种用于低压台区柔性互联 系统的稳定性分析建模方法及装置， 包括： 根据 低压台区柔性互联系统中的直流电压控制单元、 光伏和储能的控制能力及特性， 建立直流电压控 制单元的小信号模型、 功率控制单元的小信号模 型； 对所述直流电压控制单元的小信号模型和功 率控制单元的小信号模型进行等效降阶建模， 获 得设备小信号模 型； 将所述低压台区柔性互联系 统中的任意一台并网换流器运行于定直流电压 模式， 剩余并网换流器运行于功率控制模式， 基 于所述小信号模 型， 形成用于所述低压台区柔性 互联系统稳定性分析的等效电路降阶模型。 有效 简化多换流器并网的低压柔性互联系统模型， 降 低互联系统小信号稳定性分析难度， 有效支撑运 行控制策略研究。 权利要求书3页 说明书9页 附图6页 CN 115495892 A 2022.12.20 CN 115495892 A 1.一种用于低压台区柔 性互联系统的稳定性分析建模方法， 其特 征在于， 包括： 根据低压台区柔性互联系统中的直流电压控制单元、 光伏和储能的控制能力及特性， 建立直流电压控制单 元的小信号模型、 功率控制单 元的小信号模型； 对所述直流电压控制单元的小信号模型和功率控制单元的小信号模型进行等效降阶 建模， 获得设备小信号模型； 将所述低压 台区柔性互联系统中的任意一台并网换流器运行于定直流电压模式， 剩余 并网换流器运行于功率控制模式， 基于所述设备小信号模型， 形成用于所述低压台区柔性 互联系统稳定性分析的等效电路降阶模型。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 根据低压台区柔性互联系统中的换流器、 光伏和储能的控制能力及特性， 建立 直流电压控制单 元的小信号模型， 包括： 将直流电压控制单 元分为下垂控制环路、 直 流电压控制环路和电流控制环路； 根据所述电流控制环路的带宽大于直流电压控制环路的带宽， 忽略所述电流控制环 路； 定义 μ为直流电压控制单元的输入输出电流转换系数， 满足μ＝1.5Uac/Udc， 其中Uac为交 流侧相电压幅值， Udc为直流母线电压值， 得到直 流电压控制单 元数学模型如下： 对上式各部分做如下变量 替换： 式中， ΔUref为等效电压源， Zs,0表示在不考虑下垂控制情况下的直流电压控制单元等 效输出阻抗， Zs,droop为与下垂控制 相关的等效阻抗； 由上述两式可得由等效电压源及等效输出阻抗串联形式构成的直流电压控制单元的 小信号模型； 将等效电压源ΔUref串联阻抗Zs,0变成等效电流源ΔUref/Zs,0并联阻抗Zs,0形式， 当直流 电压控制采用PI控制结构时， 等效阻抗Zs,0可具体表述 为： 由电路理论分析 可知上式 中等效阻抗Zs,0本质上为电阻、 电感和电容的并联 形式， 即： 对比上述两式可知直 流电压控制单 元中的控制参数在等效输出阻抗模型Zs,0中， 即： 由此得出直流电压控制单 元的等效阻抗模型。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115495892 A 23.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 功率控制单元的小信号模型， 根据功率控 制单元具备的恒功率特性， 确定恒功率负荷Pcpl具有如下电阻特性： 式中Ubus和Pcpl为稳态工作 点处直流母线电压和恒功率单元功率值， 以流出直流母线为 正方向， 考虑输入端稳压电容Cp， 功率控制单元的等 效阻抗模型通过电阻、 电容的并联等 效 阻抗模型Zp,0描述。 4.一种用于低压台区柔 性互联系统的稳定性分析建模 装置， 其特 征在于， 包括： 小信号模型建立单元， 用于根据低压台区柔性互联系统中的直流电压控制单元、 光伏 和储能的控制能力及特性， 建立直流电压控制单元 的小信号模型、 功率控制单元 的小信号 模型； 设备小信号模型获得单元， 用于对所述直流电压控制单元的小信号模型和功率控制单 元的小信号模型进行等效降阶建模， 获得设备小信号模型； 等效电路降阶模型形成单元， 用于将所述低压 台区柔性互联系统中的任意一台并网换 流器运行于定直流电压模式， 剩余并网换流器运行于功率控制模式， 基于所述设备小信号 模型， 形成用于所述低压台区柔 性互联系统稳定性分析的等效电路降阶模型。 5.根据权利要求 4所述的装置， 其特 征在于， 小信号模型建立单 元， 包括： 划分子单元， 用于将直流电压控制单元分为下垂控制环路、 直流电压控制环路和电流 控制环路； 带宽比较子单元， 用于根据所述电流控制环路的带宽大于直流电压控制环路的带宽， 忽略所述电流控制环路； 数学模型获得子单元， 用于定义 μ为直流电压控制单元的输入输出电流转换系数， 满足 μ＝1.5Uac/Udc， 其中Uac为交流侧相电压幅值， Udc为直流母线电压 值， 得到直流电压控制单元 数学模型如下： 对上式各部分做如下变量 替换： 式中， ΔUref为等效电压源， Zs,0表示在不考虑下垂控制情况下的直流电压控制单元等 效输出阻抗， Zs,droop为与下垂控制 相关的等效阻抗； 等效子模块， 用于由上述两式可得由等效电压源及等效输出阻抗串联形式构 成的直流 电压控制单 元的等效电路模型； 等效阻抗表述子单元， 用于将等效电压源ΔUref串联阻抗Zs,0变成等效电流源ΔUref/ Zs,0并联阻抗Zs,0形式， 当直 流电压控制采用PI控制结构时， 等效阻抗Zs,0可具体表述 为： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115495892 A 3