基于阻抗网络模型的次同步振荡分析方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于阻抗网络模型的次同步振荡分析方法和装置，其中，方法包括：获取阻抗模型；根据阻抗模型通过元件互联方法建立阻抗网络模型；采用串并联结合星三角变换等网络等值方法对阻抗网络模型进行聚合得到阻抗网络模型的聚合阻抗；根据聚合阻抗分析系统的次同步振荡特性。该方法提供了次同步振荡建模与稳定分析的新方法，可以简单高效判定系统的稳定性和振荡特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统稳定分析
，尤其涉及一种基于阻抗网络模型的次同步振荡分析方法和装置。
技术介绍
在现代电力系统电力电子化程度日益加深的趋势下，电力电子变流技术不仅改变电网一次设备的形态，而且其特有的多尺度序贯控制机制和低惯性宽频带响应特性，正显著改变电力系统的动态特征，带来新的稳定性问题。近年来，尤其以风电、光伏等变流电源大规模接入电网引起的新型次同步振荡(Subsynchronous Oscillation，SSO)问题尤为突出。此外，变流器式恒功率负载在次同步频率上体现的负电阻特性，相邻变流器的锁相环(PLL)回路耦合，以及变流器控制参与滤波电路和电网构成的串/并联谐振回路，都可能激发次同步振荡风险。这种海量变流器装置(风电、光伏、逆变器等)-电网相互作用引发的新型次同步振荡严重威胁现代电网的设备安全、系统稳定和用电质量，在我国已成为制约风光等新能源大规模消纳的瓶颈因素。针对电力系统电力电子化带来的稳定性问题的分析方法大多沿用传统的电磁暂态仿真、特征值分析或简化条件下的阻抗分析方法。目前广泛应用的电磁暂态仿真软件(如PSCAD，EMTP)只支持单一步长(固定速率)的建模与分析，难以兼顾精度与效率以实现多变流器、复杂交直流网络、海量工况下的时域仿真；传统的特征值分析方法面临维数灾问题，难以适用于包括数千台变流器、数万个节点的实际大电网。近年来，广泛应用于电力电子设备和电力系统相互作用研究的阻抗模型分析法提供了新思路。在实际应用中，阻抗模型具有以下几个优点：1)经推导可以得到各子系统的阻抗模型和整体系统阻抗模型，且物理意义相对明确；2)改变系统参数时，仅影响某个或几个子系统的阻抗模型，对整体阻抗模型影响小；3)可采用基于阻抗模型的Nyquist稳定判据判断系统稳定性，形象直观。简化条件下的阻抗分析方法为了推导方便，对系统中控制器的控制策略也做了相应的简化，忽略了部分控制器的动态特性。虽然这些简化操作有利于系统阻抗模型的建立，却带来了不容忽视的分析误差。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种基于阻抗网络模型的次同步振荡分析方法，该方法提供了次同步振荡建模与稳定分析的新方法，可以简单高效判定系统的稳定性和振荡特性。本专利技术的第二个目的在于提出了一种基于阻抗网络模型的次同步振荡分析装置。为达上述目的，根据本专利技术第一方面实施例提出的一种基于阻抗网络模型的次同步振荡分析方法，包括以下步骤：获取阻抗模型；根据所述阻抗模型通过元件互联方法建立阻抗网络模型；采用串并联结合星三角变换等网络等值方法对所述阻抗网络模型进行化简得到所述阻抗网络模型的聚合阻抗；根据所述聚合阻抗分析系统的次同步振荡特性。本专利技术实施例的基于阻抗网络模型的次同步振荡分析方法，首先获取阻抗模型，接着根据阻抗模型通过元件互联方法建立阻抗网络模型，再采用串并联结合星三角变换等网络等值方法对阻抗网络模型进行聚合得到阻抗网络模型的聚合阻抗，最后根据聚合阻抗分析系统的次同步振荡特性。该方法提供了次同步振荡建模与稳定分析的新方法，可以简单高效判定系统的稳定性和振荡特性。另外，根据本专利技术上述实施例的基于阻抗网络模型的次同步振荡分析方法还可以具有如下附加的技术特征：在一些示例中，所述获取阻抗模型具体包括：采用小信号模型分析法，首先建立各组件的小信号状态方程模型，以组件i出口处电压和电流为接口变量，每个组件线性化的状态方程模型可整理为标准形式：其中，Δ表示增量计算；Δxi表示除端口电压、电流外的其他状态变量增量列向量；Δui、Δii分别表示端口电压、电流增量列向量；aij表示相应维度的系数矩阵；i,j∈I＝{1,2,3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于阻抗网络模型的次同步振荡分析方法，其特征在于，包括以下步骤：获取阻抗模型；根据所述阻抗模型通过元件互联方法建立阻抗网络模型；采用串并联结合星三角变换等网络等值方法对所述阻抗网络模型进行聚合得到所述阻抗网络模型的聚合阻抗；根据所述聚合阻抗分析系统的次同步振荡特性。

【技术特征摘要】
1.一种基于阻抗网络模型的次同步振荡分析方法，其特征在于，包括以下步骤：获取阻抗模型；根据所述阻抗模型通过元件互联方法建立阻抗网络模型；采用串并联结合星三角变换等网络等值方法对所述阻抗网络模型进行聚合得到所述阻抗网络模型的聚合阻抗；根据所述聚合阻抗分析系统的次同步振荡特性。2.如权利要求1所述的次同步振荡分析方法，其特征在于，所述获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小荣，刘华坤，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11