[发明专利]基于频域模式法的新能源系统次同步振荡溯源方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于频域模式法的新能源系统次同步振荡溯源方法及系统，其中，该方法包括：建立目标系统的阻抗网络模型，并形成网络的节点导纳矩阵和回路阻抗矩阵，根据矩阵的行列式零点，求得系统的振荡模式，得到次同步振荡模式；基于频域模式分析，计算节点和支路对次同步振荡模式的参与因子，通过比较各节点和支路的参与因子，定位振荡的影响区域；根据次同步振荡的影响区域建立灵敏度矩阵，计算各元件的灵敏度，通过比较各元件的灵敏度，定位影响振荡的关键元件。最后，根据次同步振荡的影响区域和关键元件进行振荡溯源。该方法可以定位振荡的主要影响区域和影响振荡的关键元件，从而实现对次同步振荡的振荡源进行辨识。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定分析技术领域，特别涉及一种基于频域模式法的新能源系统次同步振荡溯源方法及系统。

背景技术

随着新能源渗透率的不断提高，电力电子变流器被广泛接入电力系统，显著改变了电力系统的动态行为。近年来，国内外出现了多起新型振荡事故。比较典型的有风电等变流式电源引发的次/超同步振荡事故，它们降低了电能质量，破坏了设备安全，危及了电网的可靠运行。为了提高系统的稳定性，需要对这类新型次同步振荡的振荡源进行辨识，从而为振荡的预防和抑制提供重要信息。

现有的振荡源辨识研究主要针对低频振荡中的强迫振荡展开，比较常见的方法有能量函数法，仿真法等等。由于新能源系统发生的次同步振荡与强迫振荡的机理不同，其是电力电子变流器与交直流电网相互作用的结果，还未形成统一的振荡源定义，因此已有方法并不适用于新型次同步振荡的溯源。又考虑到新能源系统通常较为复杂，在时域上对目标系统进行详细建模存在困难。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种基于频域模式法的新能源系统次同步振荡溯源方法，该方法可以定位振荡的主要影响区域和影响振荡的关键元件，从而对次同步振荡的振荡源进行辨识。

本发明的另一个目的在于提出一种基于频域模式法的新能源系统次同步振荡溯源系统。

为达到上述目的，本发明一方面提出了基于频域模式法的新能源系统次同步振荡溯源方法，包括：建立目标系统的阻抗网络模型，并根据所述阻抗网络模型形成网络的节点导纳矩阵和回路阻抗矩阵；计算所述节点导纳矩阵和所述回路阻抗矩阵的行列式零，求得目标系统的振荡模式，以定位次同步振荡模式；基于频域模式分析，计算各节点和支路对所述次同步振荡模式的参与因子，并通过比较各节点和支路的参与因子，以定位次同步振荡的影响区域；根据所述次同步振荡的影响区域建立灵敏度矩阵，计算各元件的灵敏度，并通过比较各元件的灵敏度，以定位影响振荡的关键元件；根据所述次同步振荡的影响区域和所述关键元件进行次同步振荡溯源。

本发明实施例的基于频域模式法的新能源系统次同步振荡溯源方法，建立了目标系统的阻抗网络模型，并基于网络的节点导纳矩阵和回路阻抗矩阵求取系统的振荡模式，从而获得次同步振荡的振荡阻尼和频率的信息；定义了节点/支路的参与因子指标和元件的灵敏度指标，并基于频域模式分析方法进行求解；根据参与因子和灵敏度的计算结果，可以定位振荡的主要影响区域和影响振荡的关键元件，从而对次同步振荡的振荡源进行辨识。

另外，根据本发明上述实施例的基于频域模式法的新能源系统次同步振荡溯源方法还可以具有以下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，所述建立目标系统的阻抗网络模型，进一步包括：建立目标系统中各元件的频域阻抗和导纳模型；根据目标系统的拓扑结构，将所述各元件的频域阻抗连接，以得到所述阻抗网络模型。

在本发明的一个实施例中，所述计算所述节点导纳矩阵和所述回路阻抗矩阵的行列式零，求得目标系统的振荡模式，进一步包括：计算所述节点导纳矩阵和所述回路阻抗矩阵的行列式的分子多项式，得到多对复数零点，其中，每一对复数零点对应一个振荡模式。

在本发明的一个实施例中，所述振荡模式表示为：