[发明专利]多装备系统失稳主导路径和主导装备的判别方法及欠阻尼振荡抑制方法

说明书

本发明公开了一种多装备系统失稳主导路径和主导装备的判别方法，包括：以多装备系统中每个装备输出为内电势并输入网络、该网络输出多个有功无功功率并对应输入各装备，将目标装备输出的内电势折算为内电势相位、输入的有功无功功率折算为有功功率，分别构建用于量化各N*N相互作用对有功功率影响强度的致稳作用路径传递函数；将每个致稳作用路径传递函数除以拉普拉斯算子以修正为致稳阻尼传递函数，并基于每个致稳阻尼传递函数，绘制频率‑阻尼曲线；基于所有曲线，确定负阻尼最大对应的致稳作用路径为失稳主导路径。本发明提出复杂电力系统失稳后主导路径和主导装备的判别问题，通过判别，以对系统中装备进行针对性优化，保证系统失稳的有效抑制。

技术领域

本发明属于电力系统稳定控制领域，更具体地，涉及一种多装备系统失稳主导路径和主导装备的判别方法及欠阻尼振荡抑制方法。

背景技术

随着电力电子装备大规模接入电网，其复杂的装备特性给系统的稳定运行带来了巨大挑战，不明机理的振荡时有发生。

目前，对装备接入系统稳定性的研究主要分为时域与频域两种研究思路。时域方法主要基于模态分析方法，方法思路来源于传统电力系统多PSS参数整定，但是针对目前电力电子装备大量接入的系统，参数整定很多时候无法解决系统的振荡问题。虽然也发展出了选择对系统振荡模式参与程度最高的同步机加装PSS的方法，但是每一次新增装备都要对系统的状态空间模型进行重建，在系统阶数随着电力电子装备接入几何增长的现在，时域方法对比频域方法在多机扩展方面有天然的劣势。

频域方法主要是基于模块化建模思想，对装备进行模块化建模。此类建模思想在大系统中扩展性强，且每次参数整定仅需对单装备进行重新建模，适于大系统分析。但是目前对于装备稳定性的参数整定或设计优化方法均基于单机无穷大系统，其接入系统后的稳定性是系统所有装备相互作用决定的，若发生振荡现象，应该对哪台机进行参数整定与控制优化尚无理论支撑方法。

因此，现行频域方法尚未从多装备系统角度去思考各装备对系统稳定性的影响，将会导致基于单机无穷大系统进行参数整定或设计优化的装备接入多装备系统后不能抑制系统振荡，甚至引发新的系统失稳现象的风险。

发明内容

本发明提供一种多装备系统失稳主导路径和主导装备的判别方法及欠阻尼振荡抑制方法，用以解决现有在面临系统失稳振荡而进行振荡抑制时因基于单机无穷大系统进行参数整定和优化而无法实现有效振荡抑制的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多装备系统失稳主导路径的判别方法，包括：

以多装备系统中每个装备输出为内电势并输入网络、该网络输出多个有功无功功率并对应输入各装备，将目标装备输出的内电势折算为内电势相位、输入的有功无功功率折算为有功功率，分别构建用于量化各N*N相互作用对所述有功功率影响强度的致稳作用路径传递函数，N取正整数；

将每个所述致稳作用路径传递函数除以拉普拉斯算子以修正为致稳阻尼传递函数，并基于每个致稳阻尼传递函数，绘制频率-阻尼曲线；

基于所述曲线，确定负阻尼最大对应的致稳作用路径为失稳主导路径。

本发明的有益效果是：本发明提出复杂电力系统失稳后主导路径的判别问题，通过主导路径的判别以对系统中装备进行针对性优化，避免了基于单机无穷大系统进行参数整定和优化所带来的振荡抑制不佳甚至引起更为严重的失稳现象的问题，保证系统失稳的有效抑制。具体的，基于模块化建模思想，确定各装备和网络的输入输出，同时，将目标装备输入和输出折算为仅有功功率输入、内电势相位输出，以便后续的阻尼分析，进一步对系统中其它装备对目标装备的影响作用解耦为单单相互作用、两两相互作用等，并对每种相互作用进行以目标装备内电势频率作为输入的修正，以进行直接、可靠地阻尼分析，这种方式可以将引起振荡的装备确定在一个主导路径范围内，缩小待改善的目标范围，以便有效改善系统阻尼，进而有效抑制系统失稳振荡。