[發明專利]一種基于奇異值靈敏度的諧波諧振分析方法

在審

• 申請號: 201811544352.8
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109635456A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 周柯;丘曉茵;金慶忍;丘浩;楚紅波;郭敏;陳衛東;姚知洋
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 巢雄輝;裴康明

本發明公開了一種基于奇異值靈敏度的諧波諧振分析方法，涉及電力系統分析與控制技術領域，包括：S1、根據電網結構特征得到諧波觀測量與諧波激勵源之間的傳遞函數矩陣；S2、在一定頻率范圍內對S1得到的傳遞函數矩陣進行奇異值分解，根據奇異值分解的結果對電網的諧波諧振規律進行分析；S3、根據分析需求選擇分析的系統參數，并根據S2分析得到的諧振頻率的最大奇異值及其左右奇異相量，計算得到奇異值靈敏度，根據奇異值靈敏度，篩選出對電網諧振強度影響大的參數。本發明利用諧波觀測量與諧波激勵源之間的傳遞函數矩陣，并進行奇異值分解，能夠從電網層面較系統地研究電網諧波諧振規律，提高諧波諧振分析效率。

技術領域

本發明涉及電力系統分析與控制技術領域，尤其涉及一種基于奇異值靈敏度的諧波諧振分析方法。

背景技術

在分布式電源微網中，由風能、太陽能等新能源產生的電能通過變流器輸向電網及用戶。然而隨著大量含有LCL濾波器的變流器接入電網中，變流器控制環與電網中電感、電容元件的交互作用很容易引起電網發生諧波諧振，造成的電壓電流諧波嚴重危害電網及并網變流器安全穩定運行。

現有的諧波諧振分析方法主要有兩大類：頻率掃描法和模態分析法。頻率掃描法通過研究諧波觀測量與諧波激勵源之間的阻抗或導納傳遞函數頻率特性，確定諧波諧振頻率和諧波放大強度，但是不能提供諸如諧振影響范圍、系統對諧振影響等信息。并且當系統規模大、結構復雜時，頻率掃描法需要分別建立多個諧波觀測量與多個諧波激勵源之間的阻抗或導納傳遞函數，因此存在建模復雜、運算工作量大的問題。基于特征值分解技術的模態分析利用電網導納矩陣研究電網諧波諧振特性，即在一定頻率范圍內(如0.1Hz-3000Hz)對電網節點導納矩陣進行特征值分解，根據分解得到的特征值和特征向量進行諧波諧振分析。考慮到特征值分解技術僅限于N×N階的方形矩陣，因此模態分析法應用場合有限，例如分析電網支路電流諧波諧振規律時可能會遇到到電網支路數和節點數不相等的情況，即諧波觀測量與諧波激勵源之間的傳遞函數矩陣不一定是N×N階的方形矩陣，此時無法用模態分析法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于奇異值靈敏度的諧波諧振分析方法，從而克服了若采用傳統點對點頻率掃描法研究電網整體諧振規律就會有建模復雜、運算分析工作量大的問題的缺點。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于奇異值靈敏度的諧波諧振分析方法，包括以下步驟：

S1、根據電網結構特征，得到諧波觀測量(節點電壓或支路電流)與諧波激勵源之間的傳遞函數矩陣，矩陣元素以頻率為變量；

S2、在一定頻率范圍內對所述諧波觀測量與諧波激勵源之間的傳遞函數矩陣進行奇異值分解，根據奇異值分解的結果，對電網的諧波諧振規律進行分析；

S3、根據分析需求選擇需要分析的系統參數，并根據S2分析得到的諧振頻率的最大奇異值及其左右奇異相量，計算得到奇異值靈敏度，根據所述奇異值靈敏度，能夠篩選出對電網諧振強度影響大的參數。

進一步的，所述S1具體包括以下步驟：

S11、根據電網結構特征，得到電網各節點的等值導納及各支路的等值阻抗，新能源并網變流器需要根據其控制策略求取其諾頓等效電路或戴維南等效電路；

S12、根據S11求得的等值導納，列寫電網所有的節點導納矩陣，對所述節點導納矩陣求逆矩陣，得到對應的節點電壓與諧波激勵源之間的傳遞函數矩陣；

S13、根據電網結構特征求取諧波觀測量(節點電壓或支路電流)，得到支路電流與節點電壓之間的傳遞函數矩陣，所述支路電流與節點電壓之間的傳遞函數矩陣右乘所述節點電壓與諧波激勵源之間的傳遞函數矩陣，得到支路電流與諧波激勵源之間的傳遞函數矩陣，即諧波觀測量(節點電壓或支路電流)與諧波激勵源之間的傳遞函數矩陣。

進一步的，所述電網的諧波諧振規律的分析具體如下：