[發明專利]一種基于端口阻抗零極點匹配的電力系統交流網絡分頻段等值方法

有效

• 申請號: 201710831924.X
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107706908B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 汪震;王晨軒
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 萬尾甜;韓介梅

本發明公開了一種基于端口阻抗零極點匹配的電力系統交流網絡分頻段等值方法。該方法首先在待等值網絡端口處量取其阻抗?頻率特性，得到零極點。以各零點為界，將頻率軸切割為若干頻段，在每個頻段上，以各極點作為“特別關心頻率點”，按照特定的計算方法在不同的頻段分別計算等值電路的RLC參數，得出對應的各等值電路。進而實現網絡的簡化等值，以加快電力系統暫態仿真分析速度，減小計算量。

技術領域

本發明涉及一種電力系統無源單端口交流網絡等值方法，尤其是涉及一種基于端口阻抗零極點匹配的電力系統交流網絡分頻段等值方法，屬于在較寬頻率段范圍內的網絡等值。

背景技術

隨著電力系統的規模在不斷擴展，各類新設備的不斷接入，整個網絡變得日益繁雜，對系統進行電磁暫態仿真分析的任務也越來越重。實際上只需對某一小部分電網區域建立詳細的電磁暫態模型即可，因而需要借助一些手段對其余部分網絡進行簡化等值，用一個規模遠小于原系統的網絡替代原網絡，以加快仿真速度。

端口阻抗零極點匹配等值法是一種較為經典的系統等值方法，即利用簡單的RLC并聯支路來近似替代一個復雜的交流網絡，根據采樣得到外部系統的端口阻抗頻率特性，得到零極點頻率，從而計算各支路的元件參數值。其等值電路模型如圖3。但傳統零極點匹配等值法的缺陷在于，只能滿足在零點頻率處和原系統有相同的阻抗值，在其余頻域誤差較大，且由于只能選取一個“特別關心頻率點”(在該頻率點通過一定的規則改變各支路電感和電容值使得等值電路阻抗與原網絡阻抗相等)，使得等值電路只能在較窄的頻段內反映原系統的阻抗特性，在該頻段之外，其與外部系統的實際頻率特性相差較大。為能在一個較寬的頻段內更好地讓等值系統頻率特性逼近原系統，本發明公開了一種基于端口阻抗零極點匹配的電力系統交流網絡分頻段等值方法。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種基于端口阻抗零極點匹配的電力系統交流網絡分頻段等值方法。將全頻段劃分為若干較窄的分頻段，在每個分頻段給出相應的等值電路。從而使等值系統頻率特性在較寬的頻率范圍內和原系統更貼近。

頻段劃分的具體思路如下：

1)對原系統進行采樣，繪制阻抗頻率圖；

2)取圖中曲線極大值點對應頻率為極點頻率，極小值點對應頻率為零點頻率；

3)以各個零點頻率作為分界點，將全頻段分為若干分頻段；

4)對每個分頻段，運用傳統零極點匹配等值法，分別搭建等值電路模型，并計算參數。即在不同的頻段有不同的等值電路與原系統匹配。

上述技術方案中，步驟3)的詳細過程為：設系統零點頻率依次為ω₀、ω₁、……、ω_n。分頻段選取為：0—ω₀、ω₀—ω₁、……、ω_n-1—ω_n。每一處分頻段均含有兩個零點和一個極點，因此均可用二階等值電路模型予以匹配。

具體的，本發明基于端口阻抗零極點匹配的電力系統交流網絡分頻段等值方法，包括以下步驟：

1)在無源單端口網絡端口處施加電壓源；

2)在不同頻率下測量網絡端口處電壓及電流，得出阻頻特性；

3)根據阻頻特性零點的分布將全頻段劃分為若干小頻段；

4)在每一個小頻段以極點作為“特別關心頻率”，計算各頻段等值電路的RLC參數；

5)用各簡單RLC網絡等效替換原系統。