[發明專利]在諧振頻率處將阻抗模型降階為RLC電路的降階方法

有效

• 申請號: 201910999975.2
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN110994666B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 李飛;王藝潮;張永新;劉洋;馬銘遙;張興
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發明提供了一種在諧振頻率處將阻抗模型降階為RLC電路的方法，該方法通過獲得的新能源發電系統阻抗模型，判斷諧振頻率處屬于并聯諧振還是串聯諧振后進行RLC電路擬合，提取新能源發電系統阻抗模型的諧振特性并通過RLC電路擬合實現降階。所述方法的實現包括：通過掃頻或理論推導獲得新能源發電系統的阻抗模型、判斷諧振頻率處屬于并聯諧振還是串聯諧振、進行RLC電路擬合。所提方法實現簡單，只需獲得系統的阻抗模型就可以對模型中所含有的諧振信息進行降階并降階為RLC電路，因此具有明顯的優越性。

技術領域

本發明涉及新能源發電系統阻抗模型在諧振頻率處的降階方法，具體是一種根據獲得的新能源發電系統阻抗模型，判斷諧振頻率處屬于并聯諧振還是串聯諧振后進行RLC電路擬合，提取新能源發電系統阻抗模型的諧振特性并通過RLC電路擬合實現降階的降階方法。

背景技術

在電力系統高度電力電子化的背景下，當并網滲透率較高時，新能源發電系統內部相互耦合構成一個復雜的多尺度高階非線性網絡，極易受內部或外部的擾動影響而使系統失穩。電力電子器件的增多，加大了弱網情況下的系統諧波交互的可能性，進一步會引起新能源發電系統并網點的諧波放大甚至諧振。因此如何對新能源發電系統的阻抗模型進行簡化，剝離出重要的諧振特性進行分析就具有十分重要的研究價值。相關的研究中，已有文獻1《Yang F,Zeng X,Su Y,et al.RLC equivalent circuit synthesis method forstructure-preserved reduced-order model of interconnect in VLSI[J].Commun.Comput.Phys,2008,3(2):376-396.》；文獻2《曾璇,蘇仰鋒,王健,et al.一種單輸入單輸出RCS互連電路降階方法[P]中國:1604092A,2005-04-06.》；文獻3《曾璇,楊帆,宗可.非線性電路時域模型降階方法及裝置[P]中國:102467593B,2015-04-22.》；文獻4《LiuH,Xie X,Gao X,et al.Stability analysis of SSR in multiple wind farmsconnected to series-compensated systems using impedance network model[J].IEEETransactions on Power Systems,2017,33(3):3118-3128.》

文獻1提出了應用于大規模集成電路中互聯線的傳輸線行為仿真分析的分布式RLC電路模型合成方法，該方法基于Krylov狀態子空間實現模型降階，能夠很好地降低線性模型階數。文獻2則是在分布式RLC電路模型的基礎上，為了避免由于RLC電路模型中電感L矩陣過大而引起的仿真精度和速度下降，提出了用電感的倒數電納S進行替代，提高仿真效率。文獻3則通過“訓練信號”在非線性電路的狀態空間模型里形成軌跡，在該軌跡上選擇展開點對非線性電路采用分段線性的方法進行逼近，實現降階。然而上述的適用于集成電路的三種降階方法，由于集成電路中并不存在諧振問題，因此降階時也未考慮諧振特性的保留，故不適用于新能源發電系統中諧振特性的降階。文獻4提出了基于新能源發電系統阻抗模型聚合提取諧振特性的方法，雖然分析的對象是新能源發電系統，但由于分析的對象為次同步諧振，片面的認為只存在串聯諧振，沒能完整的考慮系統的阻抗特性。

綜上所述，以上文獻中存在以下不足：

1)適用于集成電路的模型降階方法，由于集成電路并不存在新能源發電系統的諧振問題，因此降階時也未考慮諧振特性的保留，故不適用于新能源發電系統中諧振特性的降階；

2)適用于新能源發電系統的方法，由于只考慮了應用于次同步諧振時的應用，錯誤的認為系統中只存在串聯諧振，故并不能完全適用于新能源發電系統；

3)簡化的程序復雜，需要對建立的模型進行繁雜的數學變換實現降階，不適合工程應用。

發明內容