[发明专利]一种确定新能源电力系统状态空间方程的方法及系统

权利要求书

1.一种确定新能源电力系统状态空间方程的方法，其特征在于，所述方法包括：

根据电力系统拓扑对电力系统进行分割，确定主网子系统和至少一个新能源场站子系统，并建立所述主网子系统和新能源场站子系统间的接口变量；

基于所述主网子系统和新能源场站子系统确定系统的状态变量和输入变量；

分别确定主网子系统基本回路集和不同支路集对应的状态空间方程；

基于基本回路集和不同支路集对应的状态空间方程以及系统的状态变量和输入变量，确定电力系统的状态空间方程，以基于所述电力系统的状态空间方程进行系统稳定性的分析。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据电力系统拓扑对电力系统进行分割，确定主网子系统和至少一个新能源场站子系统，并建立所述主网子系统和新能源场站子系统间的接口变量，包括：

将电力系统中独立节点间电容支路作为I型状态支路；将独立节点与地节点间电容支路作为II型状态支路；将新能源场站视为与电压有关的受控电流源，并作为III型状态支路；其中，若某一新能源场站并网节点与地节点间无电容支路，则在此处增加一个电容支路；

根据电力系统拓扑，将电力系统分割为主网子系统和多个新能源场站子系统，将全部的独立节点间阻感支路、I型状态支路、独立节点与地节点间的阻感支路，合并为初步的主网子系统；

对主网子系统构造基本回路集，将主网子系统的全部支路划分为树枝和连枝；其中，I型状态支路必须为连枝，并由每一条连枝和若干条树枝组成一个基本回路；将II型状态支路，以连枝形式追加到主网子系统中；

在主网子系统内原各新能源并网节点处，将对地电容替换为受控电压源，作为新的II型状态支路，控制电压值等于该对地电容的电压；在各新能源场站子系统内原并网节点处，增加该对地电容，并增加受控电流源，其电流值等于II型状态支路流过的回路电流，以建立子系统间的接口变量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述主网子系统和新能源场站子系统确定系统的状态变量和输入变量，包括：

将主网基本回路电流i_l、I型状态支路电压v_sc、II型状态支路电流i_G及其附属状态变量X_G，以及III型状态支路电压v_pc，合并为系统的状态变量X＝[i_l v_sc i_G X_G ν_pc]^T；

将各恒定工频电压源e_s、恒定工频电流源i_s和/或全部新能源场站的输入变量U_G，合并为系统的输入变量U＝[e_s i_s U_G]^T。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别确定主网子系统基本回路集和不同支路集对应的状态空间方程，包括：

基本回路集对应的状态空间方程为：

I型状态支路集对应的状态空间方程为：

II型状态支路集对应的状态空间方程为：

III型状态支路集对应的状态空间方程为：

其中，Z_b、L_b、R_b分别为电网支路阻抗、支路电感、支路电阻矩阵；B为主网基本回路-支路关联矩阵；M_b-sc为电网支路对I型状态支路的关联矩阵，M_b-pc为电网支路对II型状态支路的关联矩阵，M_b-es为电网支路对含电压源支路的关联矩阵，M_b-is为电网支路对含电流源支路的关联矩阵；C_pc为II型状态支路集的电容系数矩阵，M_pc-G为II型状态支路对III型状态支路的关联矩阵；

III型状态支路集状态空间方程的系数矩阵为：

该系数矩阵分别由每个新能源场站的内部状态空间方程

中的系数矩阵按照新能源场站序号重组得到。