一种并网系统的谐振分析方法及抑制谐振的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种并网系统的谐振分析方法，包括以下步骤：将无功补偿装置SVC的补偿容量表示成复仿射形式基于补偿容量计算并网系统产生的节点导纳复仿射表达式计算在给定系统频率区间中各系统频率f处的并网系统节点导纳矩阵Y

【技术实现步骤摘要】
一种并网系统的谐振分析方法及抑制谐振的方法


[0001]本专利技术涉及一种并网系统的谐振分析方法及抑制谐振的方法，属于电能质量分析


技术介绍

[0002]随着化石能源的枯竭以及环境的不断恶化，以风电为代表的新能源得到了广泛应用。在风电场的并网过程中存在许多并网电能质量问题，其中，谐波谐振现象所造成的影响尤为明显。谐波谐振会造成风电场中某次谐波幅值突然抬升，形成过电压或过电流，导致风电场中保护误动、设备受损等问题。由于风力发电存在较大的不确定性，风电并网系统输出功率的变化会使得并联补偿电容器的投入与切出成为动态变化的过程，这一过程中风电场的谐振点会随着外界条件的变化而转移。采用能够获取风电并网谐波谐振动态信息的模态分析方法，是分析不确定性对谐波谐振影响的关键。
[0003]由于传统的模态分析法只能对系统的谐波谐振进行确定性分析，所以目前谐波谐振的相关研究多为确定性分析，尚未考虑不确定变量对新能源并网系统的不确定性影响。为有效调整并网系统的谐振频率以治理谐波谐振现象，需要进一步分析系统参数的不确定性所引起的系统谐振的不确定性变化情况。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种并网系统的谐振分析方法，基于仿射运算，充分考虑并未系统中参数的不确定性，对SVC的补偿容量、并网系统谐振频率与并网系统模态阻抗的关联进行模态分析，获取SVC补偿容量与并网系统谐振频率的关系，能够为谐波谐振治理提供依据。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种并网系统的谐振分析方法，包括以下步骤：
[0007]将无功补偿装置SVC的补偿容量表示成复仿射形式基于复仿射形式的补偿容量计算无功补偿装置SVC对并网系统产生的节点导纳复仿射表达式
[0008]基于节点导纳复仿射表达式计算在给定系统频率区间中各系统频率f处的并网系统节点导纳矩阵Y
f
，并对节点导纳矩阵Y
f
进行特征值分解，得到特征值矩阵Λ，对特征值矩阵Λ求逆得到模态阻抗矩阵Λ
‑1；基于各系统频率f的模态阻抗矩阵Λ
‑1，计算各系统频率f处并网系统在各谐振模式下的模态阻抗，获得各系统频率下的系统模态阻抗曲线；
[0009]基于各系统频率下的系统模态阻抗曲线进行模态分析，建立复仿射形式的补偿容量并网系统谐波次数以及并网系统模态阻抗的关联曲面图，基于所述关联曲面图确定复仿射形式的补偿容量与并网系统谐振频率的关系。
[0010]作为优选，所述将无功补偿装置SVC的补偿容量表示成复仿射形式的方法具体为：
[0011]构造表达式：
[0012][0013]其中，Q
svc,0
为单个无功补偿装置SVC的仿射中心值；Q
i
由无功补偿装置SVC的额定容量决定，在复仿射表达式中为噪声元系数；ε
i
表示SVC的无功输出波动范围。
[0014]作为优选，所述节点导纳复仿射表达式具体如下：
[0015][0016]其中，V
B
为SVC的额定电压，h为谐波次数。
[0017]作为优选，所述并网系统节点导纳矩阵Y
f
具体为：
[0018][0019]若系统产生频率为f的并联谐振现象，其节点电压、电流方程为：
[0020][0021]其中，Y
f
为在频率f处的并网系统节点导纳矩阵，V
f
和I
f
分别为节点电压和节点注入电流向量；
[0022]所述对节点导纳矩阵Y
f
进行特征值分解如下：
[0023]Y
f
＝LΛT；
[0024]其中，Λ为特征值矩阵，L＝[l1,l2,
…
l
k
,
…
]为左特征向量矩阵，T＝[t1,t2,
…
t
k
,
…
]为右特征向量矩阵，且有L＝T
‑1；
[0025]将上述特征值分解式代入节点电压、电流方程，得到：
[0026]V
f
＝LΛ
‑1TI
f
；
[0027]定义U
f
＝TV
f
为模态电压向量，J
f
＝TI
f
为模态电流向量，则有U
f
＝Λ
‑1J
f
；即：
[0028][0029]式中，Λ
‑1为模态阻抗矩阵。
[0030]作为优选，所述基于所述关联曲面图确定复仿射形式的补偿容量与并网系统谐振频率的关系的方法具体为：
[0031]分析关联曲面图，分析模态阻抗最大值所在位置，确认不同复仿射形式的补偿容量下的并网系统谐振频率；
[0032]基于不同复仿射形式的补偿容量下的并网系统谐振频率建立复仿射形式的补偿容量与并网系统谐振频率的关联曲线；
[0033]基于上述关联曲线确定复仿射形式的补偿容量与并网系统谐振频率的关系。
[0034]第二方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并
可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术任一实施例所述的并网系统的谐振分析方法。
[0035]第三方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术任一实施例所述的并网系统的谐振分析方法。
[0036]第四方面，本专利技术还提供一种抑制并网系统谐振的方法，包括以下步骤：
[0037]基于本专利技术任一实施例所述的并网系统的谐振分析方法获取复仿射形式的补偿容量与并网系统谐振频率的关系；
[0038]基于上述关系获取并网系统任一谐振模式下各偶数次谐振频率所对应的区间；
[0039]以所述并网系统任一谐振模式下各偶数次谐振频率所对应的复仿射形式的补偿容量区间作为调整依据，调节无功补偿装置SVC的补偿容量，使当前谐振模式的并网系统的谐振频率达到偶数次，抑制并网系统谐振。
[0040]第五方面，本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本专利技术任一实施例所述的抑制并网系统谐振的方法。
[0041]第六方面，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本专利技术任一实施例所述的抑制并网系统谐振的方法。
[0042]本专利技术具有如下有益效果：
[0043]1、本专利技术提出了一种并网系统的谐振分析方法，基于仿射运算，充分考虑并网系统中参数不确定性，对SVC的补偿容量、并网系统谐振频率与并网系统模态阻抗的关联进行模态分析，获取SVC补偿容量与并网系统谐振频率的关系，能够为谐波谐振治理提供依据。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并网系统的谐振分析方法，其特征在于，包括以下步骤：将无功补偿装置SVC的补偿容量表示成复仿射形式基于复仿射形式的补偿容量计算无功补偿装置SVC对并网系统产生的节点导纳复仿射表达式基于节点导纳复仿射表达式计算在给定系统频率区间中各系统频率f处的并网系统节点导纳矩阵Y
f
，并对节点导纳矩阵Y
f
进行特征值分解，得到特征值矩阵Λ，对特征值矩阵Λ求逆得到模态阻抗矩阵Λ
‑1；基于各系统频率f的模态阻抗矩阵Λ
‑1，计算各系统频率f处并网系统在各谐振模式下的模态阻抗，获得各系统频率下的系统模态阻抗曲线；基于各系统频率下的系统模态阻抗曲线进行模态分析，建立复仿射形式的补偿容量并网系统谐波次数以及并网系统模态阻抗的关联曲面图，基于所述关联曲面图确定复仿射形式的补偿容量与并网系统谐振频率的关系。2.根据权利要求1所述的一种并网系统的谐振分析方法，其特征在于，所述将无功补偿装置SVC的补偿容量表示成复仿射形式的方法具体为：构造表达式：其中，Q
svc,0
为单个无功补偿装置SVC的仿射中心值；Q
i
由无功补偿装置SVC的额定容量决定，在复仿射表达式中为噪声元系数；ε
i
表示SVC的无功输出波动范围。3.根据权利要求2所述的一种并网系统的谐振分析方法，其特征在于，所述节点导纳复仿射表达式具体如下：其中，V
B
为SVC的额定电压，h为谐波次数。4.根据权利要求3所述的一种并网系统的谐振分析方法，其特征在于，所述并网系统节点导纳矩阵Y
f
具体为：若系统产生频率为f的并联谐振现象，其节点电压、电流方程为：其中，Y
f
为在频率f处的并网系统节点导纳矩阵，V
f
和I
f
分别为节点电压和节点注入电流向量；所述对节点导纳矩阵Y
f
进行特征值分解如下：Y
f
＝LΛT；其中，Λ为特征值矩阵，L＝[l1,l2,
…
l
k
,
…
]为左特征向量矩阵，T＝[t1,t2,
…
t
k
...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄建煌，陈艺峰，蔡昱炜，陈雪琨，林明星，
申请(专利权)人：福建省电力有限公司泉州电力技能研究院国网福建省电力有限公司厦门供电公司国网福建省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：