[发明专利]多机系统频率响应的等效方法及装置

权利要求书

1.一种多机系统频率响应的等效方法，其特征在于，包括：

联立交流网络有功潮流方程、同步机摇摆方程和同步机调速器动态方程，确定多机系统的频率与功率扰动之间的传递函数，其中，所述交流网络有功潮流方程中的电力电子装备节点和负荷节点已消去；

将消去电力电子装备节点和负荷节点后的压缩电纳矩阵的零特征值和对应的特征向量，代入所述多机系统的频率与功率扰动之间的传递函数，确定多机系统频率共模分量；

将多机系统频率共模分量通过单机系统的频率与功率扰动之间的传递函数等效表征。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，交流网络有功潮流方程如下所示：

式中：P_E,i和P_PED,i分别为同步机与电力电子装备发出的有功功率；P_L,i为负荷消耗的有功功率；V_i为节点的电压；θ_i为节点相角；B_ij为节点电纳矩阵中的元素，j∈i表示节点j与节点i直接相连；n为同步机节点的数目；m为电力电子装备节点的数目；a为负荷节点的数目；

同步机摇摆方程如下所示：

式中：ω₀为频率基值；ω_i为标幺化后的同步机转子转速与频率基值之差；s为拉普拉斯算子；P_T,i为机械功率；J_i和D_i分别为同步机的转动惯量和阻尼系数；u_i为施加的扰动；

同步机调速器动态方如下所示：

式中：T_i为调速器时间常数；K_P,i和K_I,i分别为一次调频和二次调频的系数；q_i为频率的积分量。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，联立交流网络有功潮流方程、同步机摇摆方程和同步机调速器动态方程，确定多机系统的频率与功率扰动之间的传递函数，包括：

设置各个同步机的参数，包括：令各个同步机的时间常数相等，令各个同步机的转动惯量、阻尼系数、一次调频系数和二次调频系数之间的比例相同；

根据设置后的各个同步机的参数，对交流网络有功潮流方程、同步机摇摆方程和同步机调速器动态方程进行线性化处理，确定多机系统的频率与功率扰动之间的传递函数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按照如下方式设置各个同步机的参数：

式中：T为常数；J_sum＝∑J_i；D_sum＝∑D_i；K_Psum＝∑K_P,i；K_Isum＝∑K_I,i。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，多机系统的频率与功率扰动之间的传递函数如下所示：

式中，Δω_G(s)为频率的拉普拉斯变换，Δu_G(s)为功率扰动的拉普拉斯变换，J,D,K_P,K_I,T∈R^n×n分别为以J_i,D_i,K_P,i,K_I,i,T_i为对角元素的对角阵；B_r∈R^n×n为消去电力电子装备节点和负荷节点后的压缩电纳矩阵；I_n为n阶单位阵。