[发明专利]一种用于电力系统次同步振荡分析的通用小信号建模方法

权利要求书

1.一种用于电力系统次同步振荡分析的小信号建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1、对目标电力系统的元件进行分解，得到需要建模的元件；

步骤2、对需要建模的元件建立数学模型，得到每个元件的状态空间模型；

步骤3、对电力系统元件模型进行分类，得到两类模型；

步骤4、根据模型的连接关系，参照两类模型间的联立方法将元件模型联立为完整系统模型；

所述步骤4中，由于所有元件均存在电压电流的输入输出接口，各个元件根据基尔霍夫定律通过串联和并联两种基础连接方式联立，其中，两类模型间的联立方法具体如下：

电压输入电流输出元件和电流输入电压输出元件两种元件间的串联连接：由于串联点处的输入输出量同为电压或电流，则两种元件间直接串联；

多个电压输入电流输出元件的并联连接：其输入电压相同，输出电流可以直接相加，则多个电压输入电流输出元件直接并联；

两个电压输入电流输出元件串联：其串联点处的电流输出与电压输入连接量不符，需在串联点处先增加一个电流-电压接口模型，再将两者联立起来；

两个电流输入电压输出元件串联：其串联点处的电压输出与电流输入连接量不符，需在串联点处先增加一个电压-电流接口模型，再将两者联立起来；

电流输入电压输出元件与两种元件的并联连接：在每个电流输入电压输出元件前串联一个电压-电流接口模型，在每个电流输入电压输出元件后串联一个电压-电流接口模型后，再将串联后的模型进行并联连接。

2.根据权利要求1所述的用于电力系统次同步振荡分析的小信号建模方法，其特征在于：所述步骤1中，电力系统的元件按照一次系统进行分解，分解后的电力系统的元件包括发电机、变压器、断路器、母线、输电线路、电力电缆、电抗器、变流器、无穷大系统母线，不同的风电机组或火电机组根据实际系统研究需求分为不同的风电机群和火电机群。

3.根据权利要求1所述的用于电力系统次同步振荡分析的小信号建模方法，其特征在于：所述步骤2中，各元件的模型需要经过小信号偏差化处理，并整理为状态空间模型，所有模型均需要标幺化处理，且电压电流的dq轴坐标系均以电网电压定向，即：

其中，U_x和U_y分别为电网电压的dq轴分量；

如果部分模型使用不同的dq坐标系，需要在这些模型输入输出接口处接入坐标变换接口，坐标变换关系如下：

Δu_d＝(-sinθ₀v_x0-cosθ₀v_y0)Δθ+cosθ₀Δv_x-sinθ₀Δv_y

Δu_q＝(cosθ₀v_x0-sinθ₀v_y0)Δθ+sinθ₀Δv_x+cosθ₀Δv_y

Δi_x＝(-sinθ₀i_d0+cosθ₀i_q0)Δθ+cosθ₀Δi_d+sinθ₀Δi_q

Δi_y＝(-cosθ₀i_d0-sinθ₀i_q0)Δθ-sinθ₀Δi_d+cosθ₀Δi_q

其中，θ为该模型使用的dq坐标系d轴超前于电网坐标系d轴的角度，u_d、u_q、v_x、v_y分别为电压向量在该模型使用的dq坐标轴和电网坐标轴上的投影；i_d、i_q、i_x、i_y分别为电压向量在该模型使用的dq坐标轴和电网坐标轴上的投影；零下标表示该量在小信号偏差化运行点处的值。