[发明专利]一种电力电子接口并网系统模型降阶的降阶变量选取方法

说明书

一种电力电子接口并网系统模型降阶的降阶变量选取方法，可改进当前应用没有考虑针对不同的模型降阶误差而对不同的状态变量进行降阶处理的不利影响；包括以下步骤1、建立电力电子接口并网系统的电磁暂态模型；2、求取系统在稳态运行点处的特征值，引入特征值灵敏度方法分析特征值与系统各状态变量之间的相关性；3、提取该系统各状态变量对应的奇异摄动参数，建立系统的奇异摄动模型；4、按照给定的模型降阶误差范围，应用不同的主导特征值选取方式，得到主导特征值的主导影响状态变量，对剩余状态变量进行降阶处理。本发明可以按照模型降阶误差的要求，选取不同的状态变量进行降阶处理，充分考虑了该降阶变量选取方法的实用性和有效性。

技术领域

本发明涉及新能源发电系统技术领域，具体涉及一种电力电子接口并网系统模型降阶的降阶变量选取方法。

背景技术

当前大量新能源电源以电力电子接口并网使电力系统呈高度电力电子化的发展趋势，导致用以描述电力系统动态行为的非线性高阶模型的阶数显著增加、时间尺度跨度增大，造成求解困难等一系列问题。而模型降阶则是解决上述问题的有效方法之一。

目前的研究成果中，对电力电子接口并网系统模型降阶的方法主要有平衡法、同调等值法等，然而此类方法均不能考虑到系统状态变量的不同时间尺度，不适用于电力电子接口并网系统的模型降阶。在新能源发电系统领域，奇异摄动法被广泛应用于模型降阶，主要由于该方法对多时间尺度系统处理的优越性。

但是当前的应用现状并未考虑针对不同的模型降阶误差而对不同的状态变量进行降阶处理。

发明内容

本发明提出的一种电力电子接口并网系统模型降阶的降阶变量选取方法，可改进由于当前的应用现状并未考虑针对不同的模型降阶误差而对不同的状态变量进行降阶处理从而对电力电子接口并网系统模型降阶的不利影响，以实现电力电子接口并网系统暂态仿真中计算效率和降阶精度的平衡，能够适应大规模新能源并网系统的高效仿真。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种电力电子接口并网系统模型降阶的降阶变量选取方法，包括：

通过计算机设备执行以下步骤：

S100、建立电力电子接口并网系统的电磁暂态模型；

S200、基于所述电磁暂态模型，建立电力电子接口并网系统的小信号模型，求取系统稳态运行点，求解小信号模型状态矩阵在该稳态运行点处的特征值，引入特征值灵敏度方法分析特征值与系统各状态变量之间的相关性；

S300、提取电力电子接口并网系统各状态变量对应的奇异摄动参数，建立该系统的奇异摄动模型；

S400、基于所述奇异摄动模型，按照给定的模型降阶误差的范围，应用不同的主导特征值选取方式，分别得到主导特征值的主导影响状态变量，对剩余状态变量进行忽略快动态降阶处理，直到满足模型降阶误差要求。

进一步的，所述步骤S100建立电力电子接口并网系统的电磁暂态模型；包括：

基于典型的电力电子接口并网PQ控制系统，则所建立的电磁暂态模型为：

其中，θ为锁相环锁定相角，P和Q分别为系统输出的有功和无功功率，i_1d和i_1q分别为逆变器交流侧滤波电感电流的d轴分量和q轴分量，u_2d和u_2q分别为滤波电容电压的d轴分量和q轴分量，i_2d和i_2q分别为线路输出电流的d轴分量和q轴分量，γ_d、γ_q、λ_q和λ_d分别为功率外环和电流内环输入信号的积分变量， u_d和u_q分别为并网点电压的d轴分量和q轴分量。