基于廣義短路比的電力電子多饋入系統小干擾概率穩定評估

王冠中, 董 煒, 辛煥海, 朱承治

(1. 浙江大學電氣工程學院, 浙江省杭州市 310027; 2. 國網浙江省電力有限公司, 浙江省杭州市 310007)

0 引言

電力電子設備具有很強的靈活性和可控性,被廣泛應用于可再生能源并網、直流輸電等領域[1]。隨著光伏、風電等可再生能源在電力供給中比重不斷增大[2],更多電力電子設備接入交流電網,形成了電力電子設備多饋入系統(后文簡稱多饋入系統)。多饋入系統中電力電子設備總容量持續上升,引起交流電網電壓支撐能力的相對下降,交流電網相對變弱,導致設備間、設備與系統間的耦合加劇,也增加了發生系統振蕩的可能[3-5]。

準確評估多饋入系統中交流電網的強度,以及分析設備間的相互作用,是抑制振蕩和保證多饋入系統安全穩定運行的必要前提[6-8]。工程上常用短路比(short circuit ratio,SCR)來分析電力電子設備饋入交流系統時交流電網的相對強度。文獻[9-10]研究了電力電子設備單饋入系統的穩定性與短路比的關系;文獻[11-12]從靜態電壓穩定的角度定義了多饋入直流系統的短路比指標,其本質是利用電壓相互作用因子將多饋入直流折算到某一條直流上,但它不適用于“非對稱系統”;文獻[13]定義的傳統直流多饋入系統廣義短路比(generalized short circuit ratio,gSCR)從機理和數學上實現了單饋入和多饋入系統強度量度指標的統一;文獻[14]從小干擾穩定的角度定義了電力電子多饋入系統的廣義短路比,為多饋入系統小干擾穩定裕度提供了解析化的分析工具。

雖然電力電子多饋入系統的廣義短路比可以解析化地分析系統小干擾穩定裕度,然而,系統受可再生能源功率隨機波動的影響,運行時穩定裕度存在不確定性。……