[发明专利]一种电力电子多馈入电力系统关键线路识别方法及系统

权利要求书

1.一种电力电子多馈入电力系统关键线路识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，基于电力电子多馈入电力系统的阻抗参数和网架结构，计算得到扩展导纳矩阵；通过特征值分解得到电力电子多馈入电力系统的广义短路比；

步骤2，计算电力电子多馈入电力系统的广义短路比关于各网络线路导纳的灵敏度；

步骤3，基于步骤2获得的灵敏度的排序来完成电力电子多馈入电力系统关键线路识别；

步骤1中，所述基于电力电子多馈入电力系统的阻抗参数和网架结构，计算得到扩展导纳矩阵的步骤具体包括：

由各馈入点电力电子设备额定容量组成容量对角矩阵S_B；由电力电子多馈入电力系统的交流电网阻抗参数和拓扑结构得到等值导纳矩阵B_initial，通过舒尔补运算得到降阶节点导纳矩阵B；

扩展导纳矩阵J_eq的表达式为，

步骤1中，所述通过特征值分解得到电力电子多馈入电力系统的广义短路比的步骤具体包括：

得到扩展导纳矩阵的最小特征值；所述最小特征值为电力电子多馈入电力系统的广义短路比gSCR，表达式为，

gSCR＝minλ(J_eq)，

式中，λ(J_eq)为扩展导纳矩阵J_eq的特征值；

步骤2具体包括：

判断各网络线路两端节点分类；其中，所述分类包括：电力电子设备节点、无源节点和无穷大节点；

根据不同节点分类计算广义短路比gSCR关于各网络线路导纳的灵敏度；其中，

两节点均为电力电子设备节点，广义短路比gSCR对线路导纳的灵敏度为，

式中，表示第i₁个元素为1其余元素均为0的n×1维矩阵，为Φ的第i₁个元素，n为电力电子设备节点数量，i₁，j₁表示系统中的两个电力电子设备节点，b_i1j1为节点i₁、j₁之间的线路导纳；

其中，ψ、Φ分别为扩展导纳矩阵J_eq对应特征值gSCR的左、右特征向量，

一节点为电力电子设备节点另一节点为无穷大节点，广义短路比gSCR对线路导纳的灵敏度为，

其中，表示第i₂个元素为1其余元素均为0的n×1维矩阵，为Φ的第i₂个元素，n为电力电子设备节点数量，i₂为电力电子设备节点，j₂为无穷大节点，b_i2j2为节点i₂、j₂之间的线路导纳；

两节点均为无源节点，广义短路比gSCR对线路导纳的灵敏度为，

式中，表示第(i₃-n)个元素为1其余元素为0的m×1维矩阵，m为无源节点数量，表示第(j₃-n)个元素为1其余元素为0的m×1维矩阵，i₃，j₃均为无源节点，n为电力电子设备节点数量，b_i3j3为节点i₃、j₃之间的线路导纳，ρ_i3为B'_ac的第i₃个元素，ρ_j3为B'_ac的第j₃个元素；

其下标1,2,3,4分别表示电力电子设备节点间、电力电子设备节点与无源节点间、无源节点与电力电子设备节点间、无源节点间的导纳矩阵，为伴随矩阵，为运算矩阵；

一节点为无源节点另一节点为无穷大节点，广义短路比对线路导纳的灵敏度为，

式中，表示第(i₄-n)个元素为1其余元素为0的m×1维矩阵，m为无源节点数量，n为电力电子设备节点数量，i₄为无源节点，j₄为电力电子设备节点，b_i4j4为节点i₄、j₄之间的线路导纳，ρ_i4为B'_ac的第i₄个元素,ρ_j4为B'_ac的第j₄个元素；

一节点为电力电子设备节点另一节点为无源节点，广义短路比gSCR对线路导纳的灵敏度为，

式中，表示第i₅个元素为1其余元素均为0的n×1维矩阵，为Φ的第i₅个元素，n为电力电子设备节点数量，表示第(j₅-n)个元素为1其余元素为0的m×1维矩阵，m为无源节点数量，i₅为电力电子设备节点，j₅为无源节点，b_i5j5为节点i₅、j₅连接线路导纳，ρ_j5为B'_ac的第j₅个元素。

2.一种电力电子多馈入电力系统关键线路识别系统，其特征在于，包括：

广义短路比获取模块，用于基于电力电子多馈入电力系统的阻抗参数和网架结构，计算得到扩展导纳矩阵；通过特征值分解得到电力电子多馈入电力系统的广义短路比；

灵敏度获取模块，用于计算电力电子多馈入电力系统的广义短路比关于各网络线路导纳的灵敏度；

识别模块，用于基于获得的灵敏度的排序来完成电力电子多馈入电力系统关键线路识别；

所述广义短路比获取模块中，基于电力电子多馈入电力系统的阻抗参数和网架结构，计算得到扩展导纳矩阵的步骤具体包括：

由各馈入点电力电子设备额定容量组成容量对角矩阵S_B；由电力电子多馈入电力系统的交流电网阻抗参数和拓扑结构得到等值导纳矩阵B_initial，通过舒尔补运算得到降阶节点导纳矩阵B；

扩展导纳矩阵J_eq的表达式为，

所述广义短路比获取模块中，通过特征值分解得到电力电子多馈入电力系统的广义短路比的步骤具体包括：

得到扩展导纳矩阵的最小特征值；所述最小特征值为电力电子多馈入电力系统的广义短路比gSCR，表达式为，

gSCR＝minλ(J_eq)，

式中，λ(J_eq)为扩展导纳矩阵J_eq的特征值；

所述灵敏度获取模块中，判断各网络线路两端节点分类；其中，所述分类包括：电力电子设备节点、无源节点和无穷大节点；

根据不同节点分类计算广义短路比gSCR关于各网络线路导纳的灵敏度；其中，

两节点均为电力电子设备节点，广义短路比gSCR对线路导纳的灵敏度为，

式中，表示第i₁个元素为1其余元素均为0的n×1维矩阵，为Φ的第i₁个元素，n为电力电子设备节点数量，i₁，j₁表示系统中的两个电力电子设备节点，b_i1j1为节点i₁、j₁之间的线路导纳；

其中，ψ、Φ分别为扩展导纳矩阵J_eq对应特征值gSCR的左、右特征向量，

一节点为电力电子设备节点另一节点为无穷大节点，广义短路比gSCR对线路导纳的灵敏度为，

其中，表示第i₂个元素为1其余元素均为0的n×1维矩阵，为Φ的第i₂个元素，n为电力电子设备节点数量，i₂为电力电子设备节点，j₂为无穷大节点，b_i2j2为节点i₂、j₂之间的线路导纳；

两节点均为无源节点，广义短路比gSCR对线路导纳的灵敏度为，

式中，表示第(i₃-n)个元素为1其余元素为0的m×1维矩阵，m为无源节点数量，表示第(j₃-n)个元素为1其余元素为0的m×1维矩阵，i₃，j₃均为无源节点，n为电力电子设备节点数量，b_i3j3为节点i₃、j₃之间的线路导纳，ρ_i3为B'_ac的第i₃个元素，ρ_j3为B'_ac的第j₃个元素；

其下标1,2,3,4分别表示电力电子设备节点间、电力电子设备节点与无源节点间、无源节点与电力电子设备节点间、无源节点间的导纳矩阵，为伴随矩阵，为运算矩阵；

一节点为无源节点另一节点为无穷大节点，广义短路比对线路导纳的灵敏度为，

式中，表示第(i₄-n)个元素为1其余元素为0的m×1维矩阵，m为无源节点数量，n为电力电子设备节点数量，i₄为无源节点，j₄为电力电子设备节点，b_i4j4为节点i₄、j₄之间的线路导纳，ρ_i4为B'_ac的第i₄个元素,ρ_j4为B'_ac的第j₄个元素；

一节点为电力电子设备节点另一节点为无源节点，广义短路比gSCR对线路导纳的灵敏度为，

式中，表示第i₅个元素为1其余元素均为0的n×1维矩阵，为Φ的第i₅个元素，n为电力电子设备节点数量，表示第(j₅-n)个元素为1其余元素为0的m×1维矩阵，m为无源节点数量，i₅为电力电子设备节点，j₅为无源节点，b_i5j5为节点i₅、j₅连接线路导纳，ρ_j5为B'_ac的第j₅个元素。