[发明专利]一种可再生能源发电系统稳定性量化分析方法

权利要求书

1.一种可再生能源发电系统稳定性量化分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

针对可再生能源发电系统内各子系统，提炼包括幅值、相角在内的幅相等效参量以表征各子系统动态特性；

借鉴哈密顿力学理论，基于能量观点建立描述各可再生能源发电子系统稳定性的运动方程；

基于数值积分求解运动方程，得到受扰后各子系统幅相等效参量受扰轨迹；

基于各子系统间稳定性交互特性，设置各子系统同调判据、执行分群；

以各可再生能源发电子系统等效惯量为加权项，将各子系统幅相等效参量执行等值聚合，得到等值单可再生能源发电系统；

对等值单可再生能源发电系统幅相等效参量受扰轨迹执行数据挖掘，得到可再生能源发电系统稳定性量化指标；

提炼包括幅值、相角在内的幅相等效参量以表征各子系统动态特性，包括：

构建含可再生能源发电子系统的简单电力系统，以利于获知子系统各参数间的关联；

在明晰可再生能源发电子系统内时间尺度各不相同的控制环节特性的基础上，以旋转电压矢量模拟其运行特性，基于电力电子拓扑及矢量控制特性，揭示子系统不平衡功率P_ub同各参量间物理关联；

提炼关键参量；

借鉴哈密顿力学理论，基于能量观点建立描述各可再生能源发电子系统稳定性的运动方程，包括：

借鉴传统同步发电机系统中建立转子角运动方程的研究思路，结合哈密顿力学理论，参照电系统和机械系统各物理量间对应关系，建立在某扰动情形下、计及元件控制和保护特性的可再生能源发电系统稳定性运动方程。

2.根据权利要求1所述的可再生能源发电系统稳定性量化分析方法，其特征在于，关键参量包括运动状态参量W、非运动状态参量X、代数参量Y；

运动状态参量W包括内电势相角δ，非运动状态参量X包括内电势幅值E，代数参量Y包括端电压幅值U。

3.根据权利要求2所述的可再生能源发电系统稳定性量化分析方法，其特征在于，所述运动方程如下：

式中，i代表第i个可再生能源发电子系统，J_i(t)代表可再生能源发电子系统i等效惯量，n代表可再生能源发电子系统i的运动状态参量W_i导数的阶数，W_i⁽ⁿ⁾代表可再生能源发电子系统i的运动状态参量W_i的n阶导数，P_ub.i代表影响可再生能源发电子系统i运动状态参量的函数，W代表由可再生能源发电系统内各子系统运动状态参量构成的向量，X代表由可再生能源发电系统内各子系统非运动状态参量构成的向量，Y代表由可再生能源发电系统内各子系统代数参量构成的向量，Z代表由可再生能源发电系统内各扰动参量构成的向量，t代表时间参量，m代表可再生能源发电子系统i的非运动状态参量X_i导数的阶数，X_i^(m)代表可再生能源发电子系统i的非运动状态参量X_i的m阶导数，f代表影响可再生能源发电子系统i非运动状态参量的函数，g代表描述可再生能源发电系统网络约束的函数。

4.根据权利要求3所述的可再生能源发电系统稳定性量化分析方法，其特征在于，各子系统间稳定性交互特性的揭示方法，包括：

针对可再生能源发电系统，摄动其子系统i不平衡功率P_ub.i，同时获得P_ub.i同子系统i内电势幅值E_i、子系统i内电势相角δ_i间，以及P_ub.i同子系统j不平衡功率P_ub.j、子系统j内电势幅值E_j、子系统j内电势相角δ_j间关联关系，由此推知可再生能源发电子系统间的交互耦合特性。

5.根据权利要求1所述的可再生能源发电系统稳定性量化分析方法，其特征在于，将各子系统等效状态参量执行等值聚合的运算公式如下：

式中，W_i(t_k)代表t_k时刻子系统i运动状态参量，M_i(t_k)代表t_k时刻子系统i等效惯量，W_eq(t_k)代表t_k时刻等值系统运动状态参量。