[发明专利]电力设备次、超同步频段复阻抗特性的扫描方法及系统

说明书

本发明公开了一种电力设备次、超同步频段复阻抗特性的扫描方法，包括：获取等值交流电网中电力设备的工作点，并根据所述工作点计算所述等值交流电网中理想电压源的幅值；以所述等值交流电网为基础注入对应频率的受控源；针对每个关注的频率，选取若干组幅值线性无关的受控源，并存储记录每组受控源注入下电力设备的仿真数据；对所述仿真数据进行快速傅里叶变换分析，并根据分析结果及次、超同步频段复阻抗矩阵模型得到所述电力设备在对应频率下的复阻抗特性值。本发明能够充分考虑电力设备次、超同步频段复阻抗特性的强耦合关系，且其扫描结果能够准确用于系统次同步振荡问题的分析，满足了实际应用需求。

技术领域

本发明涉及电力系统稳定性分析技术领域，尤其涉及一种电力设备次、超同步频段复阻抗特性的扫描方法及系统。

背景技术

新能源发电、直流输电以及FACTS装置等大规模电力电子设备正集中接入电力系统，使得电力系统次同步振荡问题愈发频繁与复杂。一方面，电力电子设备的控制特性会对汽轮发电机组的传统次同步振荡问题产生新的影响；另一方面，电力电子设备本身的控制相互作用也会引入新型的次同步振荡问题。

次同步振荡过程中，次、超同步频率电压/电流分量往往成对出现，即次同步频率电压/电流与超同步频率电压/电流之间紧密耦合。阻抗法是目前工程中用来分析振荡问题的常用方法。获得汽轮发电机组和电力电子设备等在次、超同步频段的阻抗特性，可有效帮助电力工程师采用阻抗法进行传统和新型次同步振荡问题的统一分析。

然而，现有技术中所得设备阻抗特性只基于同一频率下的电压、电流信号计算，没有考虑电力设备非线性影响下，其次、超同步频率电压/电流的强耦合关系，故其所得扫描结果无法准确用于系统次同步振荡问题的分析。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电力设备次、超同步频段复阻抗特性的扫描方法及系统，能够充分考虑电力设备次、超同步频段复阻抗特性的强耦合关系，且其扫描结果能够准确用于系统次同步振荡问题的分析。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电力设备次、超同步频段复阻抗特性的扫描方法，所述方法包括：

获取等值交流电网中电力设备的工作点，并根据所述工作点计算所述等值交流电网中理想电压源的幅值；

以所述等值交流电网为基础注入对应频率的受控源；

针对每个关注的频率，选取若干组幅值线性无关的受控源，并存储记录每组受控源注入下电力设备的仿真数据；

对所述仿真数据进行快速傅里叶变换分析，并根据分析结果及次、超同步频段复阻抗矩阵模型得到所述电力设备在对应频率下的次、超同步频段复阻抗特性值。

进一步地，所述工作点的获取方法，具体为：

构建等值交流电网；

根据所述等值交流电网与电力设备并网点的有功功率吸收值、无功功率吸收值和电压幅值确定所述工作点。

进一步地，构建等值交流电网，具体为：

根据三相电压的幅值(V_g)及基频(f₀)构建三相理想电压源；

根据所述三相理想电压源及等值电路的串联电抗构建所述等值交流电网。

进一步地，根据所述工作点计算所述等值交流电网中理想电压源的幅值的模型为：

其中，P₀为所述电力设备并网点有功功率吸收值，Q₀为所述电力设备并网点无功功率吸收值，V₀为所述电力设备并网点电压幅值，X_g为等值电路的串联电抗值。