【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统稳定控制，特别涉及基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法。
技术介绍
1、随着新能源装机容量不断增加，变流器接口电源(converter-interfacedgeneration，cig)的占比急剧升高，使得分析新型电力系统稳定性面临着巨大的挑战。在不久的将来，存在这样一种可能性，电力系统中传统同步机电源将全部由变流器接口电源替代，从而形成百分百变流器接口电源电力系统，电力系统的动态特性将发生本质变化。
2、电力系统同调特性分析研究大扰动后不同机组之间的摇摆和分群问题，对于理解大扰动后系统内不同电源经电网的相互作用模式具有重要意义，是扩展等面积法则(eeac)和解列等研究的基础。传统电力系统的同调分析中，同步发电机的动态过程一般使用二阶转子运动方程模型进行描述，任意两台发电机之间的电气距离越小，其同调的概率越大，从而将同调分析转化为不同发电机之间电气距离大小的判断。现有技术中将同步发电机节点等效为电压源串阻抗的形式，然后使用kron化简将电网中非发电机节点全部等值缩聚，得到只包含发电机节点的简化图，任意两台发电机之间的电气距离可由两发电机内电势节点之间的阻抗表征，又称为转移阻抗。
3、分析百分百变流器接口电源电力系统的同调特性对揭示变流器接口电源经电网的相互作用关系具有重要意义，受变流器拓扑结构、控制策略以及变流器与电网连接方式等多种因素的影响。百分百变流器接口电源电力系统是否与传统电力系统一样存在相对固定的同调模式尚无明确结论。构网型变流器和跟网型变流器在控制方式上的差
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2、步骤s1、根据网络拓扑结构，生成系统节点导纳矩阵y；
3、步骤s2、基于系统节点导纳矩阵y，生成与系统节点导纳矩阵y对应的节点阻抗矩阵z；
4、步骤s3、基于节点阻抗矩阵z的对角元素和非对角元素，生成转移系数矩阵k；
5、步骤s4、针对所有电源节点所在行的分块，基于转移系数矩阵k，使用k-mean聚类分析得到同调分群结果，实现百分百变流器接口电源系统同调分析。
6、所述步骤s1中系统节点导纳矩阵y为：
7、
8、式中，表示i节点电压，表示j节点电压，表示j节点注入电流，yij表示除i节点外所有其他节点接地时，j节点注入电流与i节点电压之比。
9、所述步骤s1中生成系统节点导纳矩阵y的步骤为：
10、根据网络拓扑结构，将负荷功率的等值阻抗和电源内阻抗以导纳的形式计入潮流计算系统节点导纳矩阵，并根据故障类型对其进行修正得到系统节点导纳矩阵y；在所述系统节点导纳矩阵y中，跟网型变流器内阻抗计为无穷大，构网型变流器内阻抗根据控制参数和电路参数计为非零的有限值。
11、所述步骤s2中节点阻抗矩阵z为：
12、
13、式中，表示i节点电压，表示j节点电压，表示i节点注入电流，表示j节点注入电流，zij表示除i节点外所有其他节点注入电流均为零时，j节点电压与i节点电流之比，或称为单位电流在j节点引起的电压值，其取值为非零数值，即：节点阻抗矩阵z是满阵；当i等于j时，zij表示从i节点看进网络的等值阻抗，n为节点阻抗矩阵z中节点总个数。
14、所述步骤s3中生成转移系数矩阵k中定义转移阻抗zij为：
15、
16、式中，zij为j节点到i节点所连电源的转移阻抗，为节点i所连电势源电压值，为j节点到i节点所连电源的转移电流，zjj为节点阻抗矩阵中j节点自阻抗，zij为节点阻抗矩阵中j节点到i节点之间的互阻抗，kij为j节点到i节点所连电源的转移系数，zig为节点i所连电源的内阻抗。
17、所述步骤s3中转移系数矩阵k为：
18、
19、式中，kij表示j节点对i节点所连电源的转移系数。
20、所述步骤s4中使用k-mean聚类分析得到同调分群结果的步骤为：
21、假设网络中节点数为n，网络中电源所连节点数为m；由所得转移系数矩阵k中对应电源所在行的m×n维转移系数幅值大小利用k-means算法聚类分析，得到故障后系统的聚类分析结果，进而得到该节点发生三相短路的电源同调分群结果。
22、本专利技术的有益效果在于：
23、本专利技术公开的基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，基于转移阻抗的概念提出转移系数，其作为电气距离的体现。转移系数有效地解决了电流源内阻抗无穷大导致的电气距离无法衡量的问题，形式上统一了评价电气距离的指标。基于转移系数矩阵k，得到了百分百变流器接口电源电力系统同调分群结果，此外转移系数在一定程度上也可以衡量系统稳定性。并通过仿真结果对理论分析进行了验证。对目前含高比例变流器电力系统的暂态稳定性分析具有一定的借鉴意义。
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1.一种基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，所述步骤S1中系统节点导纳矩阵Y为：
3.根据权利要求1所述基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，所述步骤S1中生成系统节点导纳矩阵Y的步骤为：
4.根据权利要求1所述基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，所述步骤S2中节点阻抗矩阵Z为：
5.根据权利要求1所述基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，所述步骤S3中生成转移系数矩阵K中定义转移阻抗zij为：
6.根据权利要求1所述基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，所述步骤S3中转移系数矩阵K为：
7.根据权利要求1所述基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，所述步骤S4中使用K-Mean聚类分析得到同调分群结果的步骤为：
【技术特征摘要】
1.一种基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，所述步骤s1中系统节点导纳矩阵y为：
3.根据权利要求1所述基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，所述步骤s1中生成系统节点导纳矩阵y的步骤为：
4.根据权利要求1所述基于转移系数的百分百变流器接口电源系统同调分析方法，其特征在于，所述步骤...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑乐，郑佳杰，徐衍会，阳岳希，杜镇宇，周啸，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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