(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211478643.8 (22)申请日 2022.11.24 (71)申请人 中国电力科 学研究院有限公司 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 15号 (72)发明人 周佩朋　杜宁　李亚楼　宋瑞华　 项祖涛　刘涛　向玮华　吕思琦　 沈琳　韩亚楠　胡建勇　 (74)专利代理 机构 北京工信联合知识产权代理 有限公司 1 1266 专利代理师 刘海蓉 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01) H02J 3/24(2006.01) H02J 3/38(2006.01)G06F 17/16(2006.01) (54)发明名称 一种新能源电力系统在线建模与振荡分析 的方法及系统 (57)摘要 本发明提供一种新能源电力系统在线建模 与振荡分析的方法及系统， 所述方法通过将新能 源电力系统的电力网络简化为仅保留新能源场 站节点的等值模 型后求取电力网络参数组， 将每 个新能源场站简化为一个等值机和一个串联的 等值馈线阻抗的等值模型的基础上， 利用新能源 场站节点的内部拓扑结构参数和运行参数在线 聚合确定新能源场站等值参数 组， 并采用特征值 在线分析振 荡风险。 所述方法和系统有效解决了 系统阶数过高带来的特征值求解难的问题， 采用 阻抗法对于复杂多机系统系统评估振荡风险的 局限性问题， 以及新能源运行状态多变带来的评 估振荡风险不精确的问题， 提高了振荡分析精 度。 权利要求书5页 说明书15页 附图4页 CN 115549093 A 2022.12.30 CN 115549093 A 1.一种新能源电力系统在线建模与振荡分析的方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 离线获取新能源电力系统 的电力网络参数和新能源场站的内部拓扑结构参数， 以及在 线获取新能源场站的运行参数； 基于设置的等效角频率， 根据 所述电力网络参数建立仅保留新 能源场站节点的电力网 络等值系统， 并确定所述电力网络等 值系统的电力网络参数组； 根据设置的等效角频率， 新 能源场站的内部拓扑结构参数和运行参数建立新 能源场站 等值模型， 并确定所述 新能源场站等 值模型的场站等 值参数组； 基于所述电力网络参数组和场站等值参数组， 生成新能源电力系统的状态空间方程， 并基于所述状态空间方程确定状态 矩阵； 计算所述状态 矩阵的特 征值和相关因子， 确定新能源电力系统的振荡模式。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 基于设置的等效角频率， 根据所述电力网 络参数建立仅保留新能源场站节点的电力网络等值系统， 并确定所述电力网络等值系统的 电力网络参数组， 包括： 在次/超同步频 段， 选取典型 频率作为 等效角频率 weq； 对于包含M个新能源场站节点， 节点总数为N的新能源电力系统， 将其电力网络中全部 电压源短路、 电流源开路， 且假设全部新能源场站节点空载时， 生成初始阻抗网络， 其中， 在 所述初始阻抗网络中， 全部M个新能源场站节点作为保留节 点， 组成R集并排列在后， 其余N ‑ M个节点编入T集并排列在前； 根据所述电力网络参数， 计算等效角频率为weq时所述电力网络中全部线性元件和非线 性元件的导纳值， 并基于所述导纳值确定初始阻抗网络的节点导纳矩阵YN×N， 所述节点导纳 矩阵YN×N的表达式为： 其中， 1≤t≤N ‑M， 1≤r≤ M； 将节点导纳矩阵YN×N中R集的节点保留， 用高斯消去法将其余节点消去， 形成仅含新能 源场站节点的电力网络等值系统， 并得到电力网络等值系统的节点导纳矩阵Yeq， 所述节点 导纳矩阵Yeq的表达式为： 根据所述节点导纳矩阵Yeq中的元素值计算电力网络等值系统的支路阻抗Zeqij， 其中， 所述支路阻抗Zeqij的计算公式为： 其中， 电力网络等值系统 的支路包括新能源场站节点间支路和新 能源场站节点对地支 路， 当i=j时， Zeqij为新能源场站节点i对地支路阻抗， 当i≠j时， Zeqij为新能源场站节点i和权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115549093 A 2新能源场站 节点j间的支路阻抗； 当所述支路阻抗Zeqij的阻抗幅值 不大于设置的支路阻抗门槛 值Zlim时， 保留支路ij； 对于保留的支路ij， 基于等效角频率为weq， 通过公式Zeqij=Reqij+jweqLeqij或Zeqij=Reqij+ j/(weqCeqij)确定支路ij的电阻值Reqij， 以及电感值 Leqij或电容值Ceqij； 根据保留 的支路ij， 保留的支路ij的电阻值Reqij， 以及电感值Leqij或电容值Ceqij生成所 述电力网络等 值系统的电力网络参数组cg。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 根据设置的等效角频率， 新能源场站 的内 部拓扑结构参数和运行参数建立新能源场站 等值模型， 并确定所述新能源场站 等值模型的 场站等值参数组， 包括： 令新能源场站等值模型包括一个等值机和一个串联的等值馈线阻抗， 则当新 能源场站 存在NG台在运机组时， 根据每台机组的额定容量、 运行时的有功功率和无功功率计算新能 源场站等 值机的容 量、 稳态有功率和稳态无功 功率， 其计算公式为： 式中， Sn、 Pn和Qn和分别为第n台机组的额定容量、 运行时的有功功率和无功功率， Seq、 Peq 和Qeq分别为新 能源场站等值机的容量、 稳态有功功率和稳态无功功率， 等值机保留新 能源 场站中单台机组的控制逻辑和标幺制参数； 当新能源场站存在NL条馈线时， 根据设置的等效角频率weq、 任两台机组间馈线段的阻 抗平均值为Z0(jweq)， 阻抗折算系数k0， 以及在运机组台数NG计算新能源场站等值馈线阻抗 ZLeq(jweq)， 其计算公式为： 式中， 1≤k≤NL， 0≤t≤NGk‑1， NGk为第k条馈线上的在运机组总数， ZLk[0]等于无穷大； 根据新能源场站等值机的容量Seq、 稳态有功功率Peq和稳态无功功率Qeq， 新能源场站等 值馈线阻抗ZLeq(jweq)， 以及新能源场站机组内部电路和控制参 数生成新能源场站等值参 数 组cs。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 基于所述电力网络参数组和场站等值参数 组， 生成新能源电力系统的状态空间方程， 并基于所述状态空间方程确定状态 矩阵， 包括： 当新能源电力系统包含M个新能源场站时， 根据所述电力网络参数组cg， M个新能源场站 等值参数组csy， 生成新能源电力系统 的状态空间方程， 其中，  1≤y≤M， 所述状态 空间方程 的表达式为：权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115549093 A 3