面向系统多尺度动态分析的基于环节激励-响应关系的变换器并网设备级联多尺度建模方法

随着变换器并网设备大规模接入，电网强度下降，直流电压与电流等多尺度环节在系统动态中作用凸显。设备间相互作用引发多时间尺度振荡，威胁系统稳定。现有建模方法难以刻画多尺度环节在多机交互中的功能角色。本文提出一种基于激励-响应关系的多尺度建模方法，揭示直流电压、电流环节通过功率或电流不平衡激励调整内电势幅值与频率的运行机制，并建立表征各环节功能性角色的设备模型。仿真验证了多尺度环节参与多机交互的过程及其对系统动态的综合影响，为动态分析与控制优化提供基础。

随着变换器并网设备大规模接入系统,电网强度持续降低,除了设备网侧电流尺度控制,直流电压尺度控制也在系统动态中扮演了重要角色.系统中各并网设备相互作用时,设备内直流电压、电流等多尺度环节所包含的储能元件在相应控制调节下持续交换能量,使得系统出现了多时间尺度振荡等动态问题,严重威胁系统安全稳定运行.建立表征动态现象背后设备各尺度环节参与多机相互作用功率交换机制的设备模型,是实现上述系统动态问题机制分析的基本需求.然而,现有的变换器并网设备建模工作对直流电压、电流多尺度环节参与多机系统动态的方式缺乏充分认识,模型难以表征各尺度环节在多机相互作用中调节功率的功能性角色.鉴于此,该文旨在提出表征直流电压、电流多尺度环节参与系统多机相互作用机制的变换器并网设备多尺度建模方法.首先,说明对变换器并网设备的多尺度结构及其参与系统动态的基本认识;其次,揭示设备直流电压、电流尺度环节各自根据功率或电流不平衡激励改变自身状态响应,进而调整内电势幅值和频率以参与系统动态的运行机制;然后,根据各尺度环节的激励-响应关系及其间的联系,建立表征各尺度环节在多机相互作用中功能性角色的设备模型.最后,结合仿真阐述各尺度环节参与系统多机相互作用的基本过程及各尺度环节对系统多尺度动态的统一影响机制,可为系统动态分析和控制优化奠定基础.