[发明专利]一种快速建立交直流混合系统小干扰状态空间模型的方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统运行和控制技术领域，特别涉及一种快速建立交直流混合系统小干扰状态空间模型的方法。

背景技术

目前，国民经济用电主要依靠大容量的火电机组提供，为满足大量的用电负荷的需要，发电厂不得不利用火车、卡车等交通手段从远距离的煤矿开采地运输大量的煤，电煤的运输费用随着输送距离的增加而增加，这大大增加发电厂的运营压力，降低发电企业的发电积极性。

采用远距离送电来代替远距离运输供电用煤，能够一定程度上有效地解决这一问题。同时，电力工业的快速发展使得高压直流成为一种能够有效地解决远距离大容量输电问题的手段，但是，远距离大容量直流输电带来的稳定性问题也值得重视。

实际工程中，依据李雅普诺夫第一判据判断电力系统小干扰稳定性的方法具有显著的优势。通过系统的状态空间模型，结合模态分析的方法，不仅能够得到系统（线性化后）的固有振荡模式信息，而且能够分析出振荡模式的来源以及可行的抑制措施，这对于电力系统的运行有重要的意义。

实现对分析计算得出的低频振荡模态进行进一步分析，可以通过目前较为成熟的模态分析的方法（Modal Analysis）。方法的实质是通过线性化后的系统矩阵的特征值和特征向量的信息计算得到，振荡频率、振荡阻尼比、相应振荡在系统中的分布情况等信息，以此确定应该在网络中的何处采取何种手段抑制系统的低频振荡问题。

目前已有的建立系统小干扰模型的方法是，利用系统中的电力元件的电压电流向量关系生成状态空间模型的动态部分和静态部分，这种方法下模型的电路概念明确，可是却脱离了电力系统运行关注的节点注入有功功率和节点出入无功功率的重点。

发明内容

本发明的目的是一种快速建立交直流混合系统小干扰状态空间模型的方法，其特征在于，包括下列步骤：

步骤1，修正交直流混合系统中的交流网络约束模型；所述的改进的交流网络约束模型如下式：

其中，y_net=[P_net, Q_net]^T， y_G=[P_G, Q_G]^T，脚标net 代表网络中没有与发电机相连的母线。脚标G代表网络中与发电机相连的母线；通过交直流潮流程序能够计算得到J_ac-dc矩阵， u_net=[V_m,net, V_a,net]^T ， u_G=[V_m,G, V_a,G]^T， V_m, V_a  分别是母线电压的幅值和相角。脚标1,2,…,k 代表直流系统的编号，其中，d_dc=[V_dr, V_di, I_dr, I_di]^T, V_dr, V_di分别是整流侧和逆变侧的直流电压，I_dr, I_di 分别是整流侧和逆变侧的直流电流，矩阵M_dc是反映直流系统对相连交流母线的影响系数矩阵，矩阵 T_dc是反映交流母线与直流系统连接关系的矩阵，