一种微电网小信号稳定性分析并参数协调整定的方法

摘要

一种微电网小信号稳定性分析并参数协调整定的方法，属于电力系统微电网运行和控制技术领域。该方法步骤：建立需要参数优化设计的微电网的数学模型，包括网络及负荷小信号模型和逆变器小信号模型；用根轨迹法先确定微电网中各个参数，作为粒子群算法的初始值；通过特征值进行灵敏度分析，确定主导参数；确定各参数的取值范围或各参数间的数学关系，作为运用粒子群算法求解过程中的约束条件；确定初值、需要优化的参数和约束条件，利用粒子群算法进行参数优化，协调整定。本发明可以快速准确、具有协调性地确定各个参数，避免了参数逐个整定的繁琐，使系统在小信号稳定上更加稳定；灵活地调整目标函数和边界条件，大大缩短了工作时间，提高了效率。

主权项

一种微电网小信号稳定性分析并参数协调整定的方法，其特征在于，该方法步骤为：步骤1：建立需要参数优化设计的微电网的数学模型，包括网络及负荷小信号模型和逆变器小信号模型；步骤2：用根轨迹法先确定微电网中各个参数，作为粒子群算法的初始值；步骤3：通过特征值进行灵敏度分析，确定主导参数；步骤4：确定各参数的取值范围或各参数间的数学关系，作为运用粒子群算法求解过程中的约束条件；下垂增益：为了确保空载时无环流产生，要求同一个微电网中不同微型电源下垂特性曲线的空载频率和空载电压幅值相同，以保证当微网空载运行时，不同微型电源之间将不会产生环流；根据功率分配原则，各微型电源有功下垂系数与其额定容量成反比；LC滤波及耦合电感参数，消除开关频率附近的高次电流谐波，滤波电感L_f和电容C_f参数的选取：①电感引起的基波电压降尽可能小；②电容器中基波电流尽可能小；③电感和电容构成串联谐振的频率应尽可能远离逆变器输出电压中的低次谐波频率以及开关频率周围的高次谐波电流；L_f根据开关频率下谐波电流的允许幅值选择，需满足下式：$L_f\le \frac{U_c\left(f_s\right)}{8{\mathrm{\pi f}}_z{I}_L\left(f_z\right)}$其中，f_Z为SPWM载波信号u_Z频率，即开关频率；f_s为调制频率，即微电网频率；U_c(f_s)为微电网基波频率下滤波器的输出电压幅值；I_L(f_Z)为开关频率下流过滤波电抗的谐波电流；LC滤波器设计如下式：$10f_s<\frac{1}{2\pi \sqrt{L_f{C}_f}}<\frac{1}{10}{f}_Z$$\frac{1}{2{\mathrm{\pi f}}_Z{C}_f}<2{\mathrm{\pi f}}_Z{L}_C$其中，L_C为连接电抗；根据以上两式就可确容电容C_f的取值；步骤5：在确定了初值、需要优化的参数和约束条件的基础上，利用粒子群算法进行参数优化，协调整定。