[发明专利]在谐振频率处将阻抗模型降阶为RLC电路的降阶方法

说明书

本发明提供了一种在谐振频率处将阻抗模型降阶为RLC电路的方法，该方法通过获得的新能源发电系统阻抗模型，判断谐振频率处属于并联谐振还是串联谐振后进行RLC电路拟合，提取新能源发电系统阻抗模型的谐振特性并通过RLC电路拟合实现降阶。所述方法的实现包括：通过扫频或理论推导获得新能源发电系统的阻抗模型、判断谐振频率处属于并联谐振还是串联谐振、进行RLC电路拟合。所提方法实现简单，只需获得系统的阻抗模型就可以对模型中所含有的谐振信息进行降阶并降阶为RLC电路，因此具有明显的优越性。

技术领域

本发明涉及新能源发电系统阻抗模型在谐振频率处的降阶方法，具体是一种根据获得的新能源发电系统阻抗模型，判断谐振频率处属于并联谐振还是串联谐振后进行RLC电路拟合，提取新能源发电系统阻抗模型的谐振特性并通过RLC电路拟合实现降阶的降阶方法。

背景技术

在电力系统高度电力电子化的背景下，当并网渗透率较高时，新能源发电系统内部相互耦合构成一个复杂的多尺度高阶非线性网络，极易受内部或外部的扰动影响而使系统失稳。电力电子器件的增多，加大了弱网情况下的系统谐波交互的可能性，进一步会引起新能源发电系统并网点的谐波放大甚至谐振。因此如何对新能源发电系统的阻抗模型进行简化，剥离出重要的谐振特性进行分析就具有十分重要的研究价值。相关的研究中，已有文献1《Yang F,Zeng X,Su Y,et al.RLC equivalent circuit synthesis method forstructure-preserved reduced-order model of interconnect in VLSI[J].Commun.Comput.Phys,2008,3(2):376-396.》；文献2《曾璇,苏仰锋,王健,et al.一种单输入单输出RCS互连电路降阶方法[P]中国:1604092A,2005-04-06.》；文献3《曾璇,杨帆,宗可.非线性电路时域模型降阶方法及装置[P]中国:102467593B,2015-04-22.》；文献4《LiuH,Xie X,Gao X,et al.Stability analysis of SSR in multiple wind farmsconnected to series-compensated systems using impedance network model[J].IEEETransactions on Power Systems,2017,33(3):3118-3128.》

文献1提出了应用于大规模集成电路中互联线的传输线行为仿真分析的分布式RLC电路模型合成方法，该方法基于Krylov状态子空间实现模型降阶，能够很好地降低线性模型阶数。文献2则是在分布式RLC电路模型的基础上，为了避免由于RLC电路模型中电感L矩阵过大而引起的仿真精度和速度下降，提出了用电感的倒数电纳S进行替代，提高仿真效率。文献3则通过“训练信号”在非线性电路的状态空间模型里形成轨迹，在该轨迹上选择展开点对非线性电路采用分段线性的方法进行逼近，实现降阶。然而上述的适用于集成电路的三种降阶方法，由于集成电路中并不存在谐振问题，因此降阶时也未考虑谐振特性的保留，故不适用于新能源发电系统中谐振特性的降阶。文献4提出了基于新能源发电系统阻抗模型聚合提取谐振特性的方法，虽然分析的对象是新能源发电系统，但由于分析的对象为次同步谐振，片面的认为只存在串联谐振，没能完整的考虑系统的阻抗特性。

综上所述，以上文献中存在以下不足：

1)适用于集成电路的模型降阶方法，由于集成电路并不存在新能源发电系统的谐振问题，因此降阶时也未考虑谐振特性的保留，故不适用于新能源发电系统中谐振特性的降阶；

2)适用于新能源发电系统的方法，由于只考虑了应用于次同步谐振时的应用，错误的认为系统中只存在串联谐振，故并不能完全适用于新能源发电系统；

3)简化的程序复杂，需要对建立的模型进行繁杂的数学变换实现降阶，不适合工程应用。

发明内容