[发明专利]一种基于松耦合设计的小干扰稳定分析建模方法

权利要求书

1.一种基于松耦合设计的小干扰稳定分析建模方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

(1)选取各设备模型的接口量，对设备模型进行独立封装，即设备模型中的其它物理量只与该设备模型的接口量发生关系，不与其它设备模型中的物理量直接发生联系；

所述步骤(1)设备模型包括线路和变压器模型、电容器和电抗器模型、负荷模型、发电机模型、励磁器模型、PSS模型以及原动机模型；

所述线路和变压器模型以两端母线i、j的注入有功功率P_i，P_j和注入无功功率Q_i，Q_j为接口量；所述电容器和电抗器模型以所在母线n的注入有功功率P_n和注入无功功率Q_n为接口量；所述负荷模型以母线n注入的有功负荷P_d和无功负荷Q_d为接口量；所述发电机模型以发电机有功输出功率P_G、无功输出功率Q_G、机械功率和励磁电压为接口量；所述励磁器模型以励磁机的参考电压和励磁输出电压为接口量；所述PSS模型以输出的励磁参考电压为接口量；所述原动机模型以其机械功率为接口量；

(2)通过设备模型的接口量将各设备模型之间的关联关系进行耦合；

(3)选取发电机模型、励磁器模型、PSS模型的接口量以及母线的电压幅值和相角为代数变量，消去交轴电流I_q和直轴电流I_d，消去线路和变压器模型的接口量，消去电容器和电抗器模型的接口量；

(4)对系统的功率平衡方程、各设备模型线性化，得到系统的状态矩阵，求取状态矩阵的特征值，分析系统的稳定性。

2.如权利要求1所述的小干扰稳定分析建模方法，其特征在于，所述步骤(2)通过设备模型的接口量进行耦合的各设备模型之间的关联关系为：励磁器模型与PSS模型关联时，励磁器模型与发电机模型关联时，发电机模型与原动机模型关联时，当励磁器模型与PSS模型无任何关联时，将励磁器模型的参考电压设为一个初值同理当发电机模型与励磁器模型无任何关联时，设对系统中的每条母线n，则满足功率平衡方程，即：

其中：m∈n表示设备模型的接口端m与母线n相连；P_m为线路或发电机或变压器或电容器或电抗器或负荷在m端的注入有功功率；Q_m为线路或发电机或变压器或电容器或电抗器或负荷在m端的注入无功功率，均为设备模型的接口量；当某个设备模型断开时，则设相应设备模型的注入有功功率为零。

3.如权利要求1所述的小干扰稳定分析建模方法，其特征在于，所述步骤(3)根据发电机的定子代数方程消去交轴电流I_q和直轴电流I_d，根据线路模型的如下表达式消去线路和变压器模型的接口量：

P_i＝V_i²(g_ij+g_i0)-V_iV_j(g_ijcos(θ_i-θ_j)+b_ijsin(θ_i-θ_j))

Q_i＝-V_i²(b_ij+b_i0)-V_iV_j(g_ijsin(θ_i-θ_j)-b_ijcos(θ_i-θ_j))

其中，V_i、V_j是两端母线i、j的电压幅值，θ_i、θ_j是两端母线i、j的电压相角，g_ij、b_ij是线路的导纳，g_i0、b_i0是母线i的等效对地导纳；根据如下表达式消去电容器和电抗器模型的接口量：

其中，V_n是母线n的电压幅值，g、b是电容器或电抗器的等效对地导纳。