[发明专利]一种应用于含并网逆变器并联谐振现象的节点导纳矩阵特征值分析法

摘要

一种应用于含并网逆变器并联谐振现象的节点导纳矩阵特征值分析法，含有逆变器并网的谐振分析与检测领域。解决了现有谐振检测方法在对谐波进行分析时，只能得到谐振是否发生以及谐振发生的频率，无法确定谐振发生的最佳观测位置及最佳激励位置问题。在含有并网逆变器系统中分析并联谐振现象，通过对系统进行等效，将分析传统电力系统谐振现象的三母线系统下的支路换成逆变器进而进行分析，得到系统的节点导纳矩阵，求取矩阵特征值和左右特征向量；通过对特征值在各次频率下进行分析，得出在某次频率下的特征值出现极大值，这时说明在该频率下谐振发生，再通过分析左、右特征矩阵得到最佳激励位置和最佳观测位置。应用在含并网逆变器的配电系统中。

主权项

一种应用于含并网逆变器并联谐振现象的节点导纳矩阵特征值分析法，其特征在于，它包括如下步骤：步骤一、确定含并网逆变器的配电系统中所有元件和设备的谐波特性，判断含并网逆变器的配电系统中是否含有变压器，判断结果为是，则将阻抗参数进行标幺化，以标幺值的形式与电网电压、电网阻抗、阻性、容性及感性负载元件一起采用节点法建立三母线网络模型，判断结果为否，采用节点法建立三母线网络模型；步骤二、根据节点法，在三母线网络模型中，建立在频率f1下的网络节点导纳矩阵Y_f1的参数方程，对网络节点导纳矩阵Y_f1进行特征值求解，得到特征值λ_k,f1，求取特征值倒数1/λ_k,f1的绝对值或模值，即|1/λ_k,f1|，且|1/λ_k,f1|表示模态k的模态阻抗，k＝1,2,3；步骤三、设定频率f1的频率区间为5Hz至2000Hz，重复步骤二，使频率f1以5Hz为起始，且以频率间隔为5Hz，在频率f1的频率区间内递增选取，直到布满区间，得到模态k在频率f1下对应的|1/λ_k,f1|值，其中，模态k表示节点k在某次谐波频率激励下的一种谐波放大的状态，k＝1,2,3；步骤四、根据|1/λ_k,f1|的大小，判断三母线网络模型的谐振状态；当|1/λ_k,f1|在模态k取极大值时，频率为f_s,k，即在频率f_s,k下，含并网逆变器的配电系统在节点k发生并联谐振，此时|1/λ_k,f1|在模态k取的极大值对应的频率f_s,k，即为并联谐振的谐振频率；步骤五、在并联谐振的谐振频率f_s,k下，根据节点法，求出此时含并网逆变器的配电网系统的网络节点导纳矩阵对并联谐振的谐振频率f_s,k下的网络节点导纳矩阵进行特征值分解，获得的网络节点导纳矩阵的左、右特征向量矩阵分别为左关键特征向量矩阵和右关键特征向量矩阵左关键特征向量矩阵用于表示模态k谐振的可观测性，左关键特征向量矩阵中元素最大的节点为最易观测到相应模态k谐振的位置；右关键特征向量矩阵用于表示模态k谐振的可激励性，右关键特征向量矩阵中元素最大的节点为最易受激励产生相应模态k谐振的位置，完成并网逆变器并联谐振现象的节点导纳矩阵特征值的分析。