(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 202211120008.2 (22)申请日 2022.09.14 (71)申请人 东南大学 地址 210096 江苏省南京市玄武区新 街口 街道四牌楼 2号 申请人 国网湖北省电力有限公司电力科 学 研究院　 中国电力科 学研究院有限公司 (72)发明人 楼冠男　蒋啸宇　杨志淳　杨帆　 沈煜　刘科研　胡伟　胡成奕　 雷杨　宿磊　叶学顺　李昭　 闵怀东　白牧可　康田园　 (74)专利代理 机构 北京同辉知识产权代理事务 所(普通合伙) 11357 专利代理师 沈利芳(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 17/13(2006.01) H02J 3/38(2006.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种配电网变分迭代法稳定性分析方法 (57)摘要 本发明公开了分布式光伏系统的高效数值 仿真算法研究领域的一种配电网变分迭代法稳 定性分析方法， 包括以下步骤： 首先构建基于代 数方程的光伏数学模型； 然后判断物理系统及控 制系统的各参数是否满足数值稳定条件； 接着计 算定步长 更新表达式， 并对定步长更新表达式进 行数值稳定性分析， 计算其误差迭代格式， 扩展 变分法的最大等效步长； 最后引入事件触发相关 理论， 将误差向量的范数作为触发判别条件， 获 得误差阈值， 通过触发条件实现部分状态量锁 值。 本发明方法立足于近似解析算法， 相比于传 统数值积分方法允许更大的仿真步长； 可兼顾仿 真过程中的精度与效率， 通过提升光伏电站的仿 真效率， 进 而提高现代配电网仿真效率。 权利要求书4页 说明书10页 附图6页 CN 115358092 A 2022.11.18 CN 115358092 A 1.一种配电网变分迭代法稳定性分析 方法， 其特 征在于， 所述方法包括以下步骤： 首先应用变分迭代法获得光伏中各微分方程对应的近似解析解， 构建基于代数方程的 光伏数学模型； 然后根据构建基于代数方程的光伏数学模型获取光伏模型所对应的状态方程， 通过计 算状态矩阵的谱半径， 推导数值稳定情况下最大 的允许步长， 并根据基于谱分析法的数值 稳定性判断物理系统及控制系统的各参数 是否满足数值稳定条件； 接着计算定步长更新表达式， 并对定步长更新表达式进行数值稳定性分析， 计算其误 差迭代格式， 扩展变分法的最大等效步长； 最后引入事件触发相关理论， 将误差向量的范数作为触发判别条件， 获得误差阈值， 通 过触发条件实现部分状态量锁值。 2.根据权利要求1所述的一种配电网变分迭代法稳定性分析方法， 其特征在于， 所述光 伏数学模型建立过程如下： 首先运用变分算法将分布式光伏中的微分方程改为代数方程， 构造如下所示的校正泛 函： 式中， n表示该变分格式迭代次数， λ( τ )表示拉格朗日乘子， 为yn( τ )的限制变分， 限制变分表示该式的变分结果 为0； 然后对分布式光伏系统中的各模块， 包括光伏阵列、 Boost电路、 逆变电路构造代数 ‑微 分方程组联立形成的数 学模型； 最后采用变分方法将上述 光伏系统中所有的微分方程 转化为代数方程组。 3.根据权利要求2所述的一种配电网变分迭代法稳定性分析方法， 其特征在于， 所述光 伏阵列所对应的数 学模型如下： 式中， uPV、 iPV分别表示光伏阵列输出电压和电流， iBoost,L表示Boost电路的输入电流， CPV 表示光伏电池直 流等效电容； Boost电路所对应的数 学模型如下： 式中， uBoost表示斩波输出电压， iBoost表示斩波输出电流， D表示PWM信号占空比， LBoost、 CBoost分别为Boost电路中的电感、 电容， uM为最大功率点对应光伏阵列输出电压， kp1、 ki1为 Boost电路中的控制器参数；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115358092 A 2逆变电路所对应的数 学模型如下： uBoostiBoost＝uidid+uiqiq 式中， umdq、 uidq、 usdq、 idq分别表示SPWM调制电压、 逆变电路电压、 逆变器接入电压、 逆变 电路输出电流的dq分量， k0表示调制比， kp2、 ki2为恒功率控制的PI 参数。 4.根据权利要求1所述的一种配电网变分迭代法稳定性分析方法， 其特征在于， 首先整 合并网逆变器在将微分方程改为代数方程后所对应的数学模型， 控制器采用单环恒功率控 制， 变分法取用二阶格式， 得到对应的代数模型如下： 式中， 下标0表示该变量 为计算公式更新 一次后的初始值； 然后对于每个仿真时步， 均进行一 次交替求解计算， 通过交互微分方程、 代数方程的结 果实现， 控制器中的调制波电压umd1、 umd2的积分方程中无其他状态 量耦合， 直接应用欧拉法权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115358092 A 3