船舶并网光伏电力系统稳定性

为分析高渗透率光伏并网导致船舶电力系统等效转动惯量降低,静态和暂态稳定性恶化的问题,以中国首艘集成并网光伏电力系统的"中远腾飞"轮汽车滚装运输船为研究对象,根据船舶电力负荷计算书和电气系统图建立了船舶并网光伏电力系统仿真模型;光伏并网逆变器采用恒功率控制策略,对比了牛顿-拉夫逊、XB快速解耦、BX快速解耦、龙格-库塔、Iwanoto和简单鲁棒算法在系统潮流分析中的效果差异;对比了8组仿真算例,研究了不同光伏渗透率下系统的静态稳定性,分析了光伏并网运行中连续负载和艏侧推器顺次启动过程对系统暂态稳定性的影响.分析结果表明:牛顿-拉夫逊法的迭代次数仅为4次,动态仿真时长仅为Iwanoto算法的10.4％,其他6项评估参数与多种算法结果均值一致,在6种方法中最适于计算强耦合刚性电力系统潮流;随着光伏渗透率的提升,其系统的总有功和无功功率损失呈增长趋势,尤其当渗透率超过33.36％时,无功功率损失是有功功率损失的10倍;21.32％渗透率下,与同步发电机组相同功率等级的动力负载启动将导致船舶电力系统同时出现暂态功角和电压失稳;并网型光伏系统能够快速补偿船舶电力系统的低频振荡,但不能在维持或恢复船舶电力系统暂态稳定过程中起到有效作用.