[发明专利]基于同步参考坐标系的阻抗网络建模与稳定性分析方法

摘要

本发明提出一种基于同步参考坐标系的阻抗网络建模与稳定性分析方法，包括以下步骤：S1：采集目标系统的机网参数；S2：根据机网参数进行潮流计算，以得到用于构建系统中各设备阻抗矩阵模型的状态变量初值；S3：根据状态变量初值建立系统中各设备的阻抗矩阵模型；S4：将系统中各设备的阻抗矩阵模型转换到全网统一的坐标系中；S5：构建整体系统的阻抗网络模型；S6：将阻抗网络模型聚合为组合阻抗矩阵；S7：根据组合阻抗矩阵进行振荡稳定性分析。本发明能够实现多变流器‑大电网的阻抗网络建模，具有适用范围广，物理含义明确，简洁高效的优点。

主权项

1.一种基于同步参考坐标系的阻抗网络建模与稳定性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采集目标系统的机网参数；S2：根据所述机网参数进行潮流计算，以得到用于构建系统中各设备阻抗矩阵模型的状态变量初值；S3：根据所述状态变量初值建立系统中各设备的阻抗矩阵模型，所述S3，进一步包括：S31：建立电力设备的阻抗矩阵模型，包括：基于第i个电力设备的dq旋转坐标系，根据其电路结构、详细的控制策略和锁相环，建立该设备的小信号状态空间模型，具体如下式：式(1)中：x，y，u分别表示系统的状态变量、输出变量和输入变量，A，B，C，D表示具有相应维度的系数矩阵，Δ表示增量计算；选取设备出口处的电压u_dqi和电流i_dqi作为接口变量，即式(2)经过拉普拉斯变换可整理为s域内的代数方程的形式：式(3)中：s表示拉普拉斯算子；推导得到电力设备出口电压和电流之间的关系，即阻抗矩阵模型：Δu_dqi＝Z_i(s)Δi_dqi＝[C(sI‑A)^‑1B+D]Δi_dqi  (4)式(4)中：Z_i表示第i个电力设备的阻抗矩阵模型，阻抗矩阵的阶数是2×2阶；阻抗矩阵模型Z_i可表示为下式：式(5)中：阻抗矩阵的每个元素Z_kmi(s)＝a_kmi(s)/b_kmi(s)，k＝d，q，m＝d，q，且a_kmi(s)和b_kmi(s)都是关于拉普拉斯算子s的多项式；S32：建立交流电网的阻抗矩阵模型，包括：将系统中交流线路的阻抗转换到同步旋转坐标系下，并进行推导后得到线路的阻抗矩阵模型可表示为：式(6)中，Z_L是一个2×2阶矩阵，ω₀＝2πf，f为系统频率，r_∑表示线路总电阻，L_∑表示线路总电抗；S4：将系统中各设备的阻抗矩阵模型转换到全网统一的坐标系中；S5：构建整体系统的阻抗网络模型；S6：将所述阻抗网络模型聚合为组合阻抗矩阵；S7：根据所述组合阻抗矩阵进行振荡稳定性分析。