[发明专利]一种高比例直流高比例新能源的受端电网强度评估方法

权利要求书

1.一种高比例直流高比例新能源的受端电网强度评估方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤一、通过阻抗建模的方法建立光伏端口的线性化模型，分析交流网络雅克比矩阵最小模特征值对矩阵元素的灵敏度矩阵，得到光伏电站接入能够改善系统的静态稳定性；

步骤二、不考虑光伏电站接入，基于交流网络雅克比矩阵和直流雅克比矩阵，计算得到不含光伏馈入后的系统雅可比矩阵，并利用矩阵初等行列变换和Schur变换将交流系统节点进行压缩，得到系统的降阶雅可比矩阵；

步骤三、基于系统的降阶雅可比矩阵奇异的边界条件，并根据对系统特征方程进行模态分解后得到的多个等效单馈入系统，计算得到系统扩展雅克比矩阵的最小特征根及其对应的特征向量，并得到额定运行工况下的临界广义短路比CgSCR；

步骤四、考虑光伏电站接入后，基于交流网络雅克比矩阵、直流雅克比矩阵及光伏雅克比矩阵，计算得到加入光伏电站的系统雅克比矩阵，将加入光伏电站的系统雅克比矩阵同样经过初等行列变换和Schur变换进行压缩，得到加入光伏电站的系统的降阶雅克比矩阵，并计算系统达到临界静态电压稳定时的边界条件；

步骤五、根据模态摄动理论，计算光伏电站接入后对系统特征方程的摄动量，并根据摄动量计算得到光伏电站接入后的系统广义短路比和临界广义短路比CgSCR′。

2.根据权利要求1所述的一种高比例直流高比例新能源的受端电网强度评估方法，其特征在于：步骤一中所述交流网络雅克比矩阵最小模特征值对矩阵元素的灵敏度矩阵表示为如下形式：

上述矩阵的元素即为最小模特征值λ₁对矩阵中某个位置元素的灵敏度；矩阵对角两块元素符号为正，非对角两块的元素为负。

3.根据权利要求1所述的一种高比例直流高比例新能源的受端电网强度评估方法，其特征在于：步骤二中所述系统的降阶雅可比矩阵表达式为：

其中，压缩后的导纳矩阵B_red表达式为：

上式中B_ij表示导纳矩阵中的对应元素。

4.根据权利要求1所述的一种高比例直流高比例新能源的受端电网强度评估方法，其特征在于：步骤三中所述系统特征方程的计算式表示为如下形式：

上式中，J_eq0为系统扩展雅可比矩阵，其表达式为

J_eq0＝-diag^-1(P_Ni)B_red

T_i(·)＝2c_iK(c_i)+2ωB_ci/(ρ_iP_Ni)；ρ_i＝P_i/(P_NiU_i²)；

其中，P_Ni为每回直流的额定容量；K(c_i)的表达式为

其中，γ为熄弧角，X为换相电抗，K为逆变侧变压器变比。

5.根据权利要求4所述的一种高比例直流高比例新能源的受端电网强度评估方法，其特征在于：步骤三中所述根据对系统特征方程进行模态分解后得到的多个等效单馈入系统，表示为如下形式：

其中，λ_0i为J_eq0的特征根，对应每个等效单馈入的短路比。

6.根据权利要求5所述的一种高比例直流高比例新能源的受端电网强度评估方法，其特征在于：步骤三中对等效单馈入系统求解，得到额定运行工况下的临界广义短路比CgSCR：

7.根据权利要求1所述的一种高比例直流高比例新能源的受端电网强度评估方法，其特征在于：步骤四中所述加入光伏电站的系统的降阶雅克比矩阵表示为如下形式：

其中，

上式中|A|为初等行列变换后右下角矩阵的行列式，表达式为：