【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统稳定性分析领域，更具体地说，它涉及一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法及系统。
技术介绍
1、随着新能源的大规模开发、高压直流输电工程的快速建设及新型电力电子负荷的广泛接入，电力系统“双高”发展趋势愈专利技术显。电力系统中大量电力电子设备的渗透改变了系统运行状态，当风电经串补系统并网外送时，系统存在发生次同步振荡的风险，为系统的安全稳定运行带来新的挑战。
2、目前，常用的次同步振荡分析方法有征值分析法、阻抗分析法、复转矩系数法、幅相动力学法、非线性分析法等。但这这些方法均难以平衡系统规模与振荡机理分析准确度之间的矛盾。相较而言，特征值分析法能较为全面的反映有关次同步振荡的频率、阻尼、参与因子、灵敏度等相关信息，因此，在次同步振荡特性分析中受到更为广泛的应用。但在大规模系统中，受系统维度及设备类型的影响，基于连续状态空间模型的特征值分析法在选取状态变量时难以确保状态变量之间的独立性；因此，连续状态空间模型的特征值分析法难以应用于大规模系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法及系统，从离散化建模的角度，构建双馈风电经串补并网系统的离散状态空间模型，避免连续状态空间建模过程中存在的状态变量选择困难的问题。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、第一方面，本申请实施例提供了一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，包括以下步骤：
5、利用预置的梯形积分规则，分别对各个系统元件的连续状态空间模型进行离散化处理，得到各个系统元件对应的元件离散状态空间模型和离散化等效电路；
6、根据各个系统元件的元件离散状态空间模型，并利用节点分析法构建得到双馈风电场经串补并网系统的系统离散状态空间模型；
7、基于各个系统元件对应的离散化等效电路，得到系统离散状态空间模型的系统离散状态矩阵，系统离散状态矩阵包括多个离散特征值，并根据进行离散化处理时的梯形积分规则，得到双馈风电场经串补并网系统的连续特征值，利用连续特征值对双馈风电场经串补并网系统进行特征值分析。
8、本专利技术的有益效果是：本方案中，通过采用离散状态空间建模从而实现简化系统状态变量的选取过程的目的，并利用节点分析法求取离散状态矩阵保留了系统拓扑信息，当系统结构发生改变时，便于修改状态矩阵得到新的系统离散状态矩阵，具有统一表达形式的元件模型可简化大规模系统中离散状态空间模型的构建过程。
9、本方案中，首先根据双馈风电场经串补并网系统的拓扑结构，建立具有统一形式描述并针对不同端口数量元件的连续状态空间模型，而后基于梯形积分规则将连续状态空间模型转化为全系统离散状态空间模型，最后根据离散状态空间模型得到离散特征值，并基于离散特征值与连续特征值之间的映射关系求解连续特征值，从而达到分析系统的次同步振荡特性的目的，解决了现有技术中大规模复杂电力系统状态空间建模困难的问题，实现大规模复杂电力系统的特征值求解。
10、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
11、进一步，上述梯形积分规则表征了离散特征值与连续特征值之间的数值关系，数值关系的目标函数通过第一公式表示，第一公式为：
12、
13、式中，δt表示离散化处理的离散步长，λi表示连续特征值，zi表示离散特征值。
14、进一步，上述系统离散状态矩阵的目标函数通过第二公式表示，第二公式为：
15、ad_sys＝ad+bdlg-1ltcd；
16、式中，ad_sys表示系统离散状态矩阵，ad、bd、cd均表示系数矩阵，g表示电导矩阵，l表示关联矩阵。
17、进一步，上述端口类型包括单端口元件和双端口元件，单端口元件的连续状态空间模型表示为：
18、
19、式中，下标n表示单端口元件类型，下标c表示连续状态空间模型，表示变量矩阵，xnc表示状态变量，unc表示输入向量，inc表示输出向量，anc、bnc、cnc、dnc均表示系数矩阵。
20、进一步，上述单端口元件的元件离散状态空间模型表示为：
21、
22、式中，ihn(t-δt)表示状态变量，un(t)表示t时刻的输入向量，un(t-δt)表示上一时刻的输入向量，ihn(t)表示立式电流项，and、bnd、cnd、dnd均表示系数矩阵，δt表示离散步长，下标n表示单端口元件类型，下标d表示离散状态空间模型。
23、进一步，上述双端口元件的连续状态空间模型表示为：
24、
25、式中，表示变量矩阵，xmc表示状态变量，umc1、umc2表示输入向量，imc表示输出向量，amc、bmc1、bmc2、cmc、dmc1、dmc2均表示系数矩阵，下标m表示双端口元件类型，下标c表示连续状态空间模型。
26、进一步，上述双端口元件的元件离散状态空间模型表示为：
27、
28、式中，ihm(t-δt)表示状态变量，um1(t)、um2(t)表示t时刻的输入向量，um1(t-δt)、um2(t-δt)表示上一时刻的输入向量，ihm(t)表示历史电流项，amd、bmd1、cmd1、cmd2、dmd1、dmd2均表示系数矩阵，下标m表示双端口元件类型，下标d表示离散状态空间模型，δt表示离散步长。
29、第二方面，本申请实施例提供了一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析系统，应用于第一方面中任一项的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，包括：
30、第一模块，用于根据双馈风电场经串补并网系统的拓扑结构，确定双馈风电场经串补并网系统中各个系统元件的端口类型，并根据各个系统元件的端口类型，建立与每个系统元件对应的连续状态空间模型；
31、第二模块，用于利用预置的梯形积分规则，分别对各个系统元件的连续状态空间模型进行离散化处理，得到各个系统元件对应的元件离散状态空间模型和离散化等效电路；第三模块，用于根据各个系统元件的元件离散状态空间模型和离散化等效电路，并利用节点分析法构建得到双馈风电场经串补并网系统的系统离散状态空间模型；
32、第四模块，用于基于所述系统离散状态空间模型，得到系统离散状态矩阵，系统离散状态矩阵包括多个离散特征值，并根据进行离散化处理时的梯形积分规则，得到双馈风电场经串补并网系统的连续特征值，利用连续特征值对双馈风电场经串补并网系统进行特征值分析。
33、第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，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，处理器执行计算机程序时实现第一方面中任一项的方法。
【技术保护点】
1.一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，所述梯形积分规则表征了所述离散特征值与所述连续特征值之间的数值关系，所述数值关系的目标函数通过第一公式表示，所述第一公式为：
3.根据权利要求1所述的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，所述系统离散状态矩阵的目标函数通过第二公式表示，所述第二公式为：
4.根据权利要求1所述的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，所述端口类型包括单端口元件和双端口元件，所述单端口元件的连续状态空间模型表示为：
5.根据权利要求4所述的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，所述单端口元件的元件离散状态空间模型表示为：
6.根据权利要求4所述的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，所述双端口元件的连续状态空间模型表示为：
7.根据权利要求4所述的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其
8.一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析系统，应用于权利要求1-7中任一项所述的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，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，处理器执行计算机程序时实现权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，计算机指令使计算机执行权利要求1-7中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，所述梯形积分规则表征了所述离散特征值与所述连续特征值之间的数值关系，所述数值关系的目标函数通过第一公式表示，所述第一公式为：
3.根据权利要求1所述的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，所述系统离散状态矩阵的目标函数通过第二公式表示，所述第二公式为：
4.根据权利要求1所述的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，所述端口类型包括单端口元件和双端口元件，所述单端口元件的连续状态空间模型表示为：
5.根据权利要求4所述的一种双馈风电场经串补并网系统的特征值分析方法，其特征在于，所述单端口元件的元件离散状态空间模型表示为：...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱童，黄格超，欧阳雪彤，王彦沣，叶希，申萌均，胡鑫，李金龙，李春艳，王曦，石鹏，王永灿，范成围，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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