多新能源场站区域的振荡源定位方法、装置、设备及介质与流程

本发明涉及振荡源定位，尤其涉及一种多新能源场站区域的振荡源定位方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、近年来，新能源场站的宽频振荡问题频繁，严重影响了电力系统安全稳定运行和新能源发展。某地区多风场与火电打捆经常规直流输电送出系统发生了严重次/超同步振荡，该振荡由风电场与其并网的弱交流电网控制相互作用引起，进一步传播至火电机组附近引发了轴系扭振，导致了输送功率大幅度降低。同时，由于事故发生区域风电场数量多，现场运行人员难以判断事故主导风场，事故发生后运行人员将区域内所有场站均切除以平抑系统内振荡，进一步导致外送功率降低，影响受送端系统安全稳定运行。因此，针对风电、光伏等新能源密集区域，需要有效的振荡源定位方法，可辅助事故发生时运行人员确定切除场站，并辅助事故后分析与整改措施研究。

2、目前振荡源定位一方面考虑针对在线提取到的振荡波形进行滤波辨识或暂态能量流辨识，需要借助人工智能算法，整体方案较复杂，实际应用准确率较低；另一方面，考虑通过电流方向判断某个场站/设备发出或吸收振荡，而多新能源场站区域可能出现单新能源场站为主导振荡源引发其余场站共同振荡情况，或出现两个新能源场站均为主导振荡源但表现为一个场站发出振荡另一场站吸收振荡的相互振荡特性，因此无法通过振荡电流方向简单地定位发出振荡场站/设备为主导振荡源。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多新能源场站区域的振荡源定位方法及装置，用于解决多新能源场站区域振荡源定位准确性较低的技术问题。

2、本发明提供了一种多新能源场站区域的振荡源定位方法，包括：

3、建立多新能源场站区域的状态空间模型；所述多新能源场站区域包括多个新能源场站；

4、基于所述状态空间模型，计算振荡分量在所述多新能源场站区域对应的输电网络中的相对幅值及预测流向；

5、根据所述相对幅值与所述预测流向，选择振荡分量满足预设条件的新能源场站作为第一新能源场站；

6、计算各所述新能源场站在振荡模态下的参与因子；

7、根据所述参与因子确定第二新能源场站；

8、计算所述第一新能源场站和所述第二新能源场站的交集，并根据所述交集定位所述多新能源场站区域的振荡源。

9、可选地，所述建立多新能源场站区域的状态空间模型的步骤，包括：

10、收集所述多新能源场站区域内各设备的状态变量；

11、采用所述设备及对应的状态变量，构建各设备的数学模型；

12、按照预设旋转坐标系，生成各设备的坐标系间接口方程；

13、采用各设备的数学模型、坐标系间接口方程，生成所述多新能源场站区域的状态空间模型。

14、可选地，所述基于所述状态空间模型，计算振荡分量在所述多新能源场站区域对应的输电网络中的相对幅值及预测流向的步骤，包括：

15、获取预设系数矩阵，并通过所述系数矩阵计算所述状态空间模型的特征值；

16、将实部不小于0的特征值确定为失稳模态特征值；

17、获取所述输电网络各线路的电流状态变量；

18、计算所述电流状态变量与所述失稳模态特征值对应的线路右特征向量；

19、计算各所述线路右特征向量的幅值和相位；

20、以幅值最大的线路右特征向量的幅值为基准幅值，以幅值最大的线路右特征向量的相位为基准相位，归一化各所述线路右特征向量的幅值和相位，得到归一化幅值和归一化相位；

21、根据所述归一化幅值确定振荡分量在所述输电网络各线路中的相对幅值；

22、根据所述归一化相位确定所述振荡分量在所述输电网络中的预测流向。

23、可选地，所述计算各所述新能源场站在振荡模态下的参与因子的步骤，包括：

24、计算各所述新能源场站的状态变量与所述失稳模态特征值对应的场站右特征向量；

25、计算各所述新能源场站的状态变量与所述失稳模态特征值对应的场站左特征向量；

26、采用所述场站右特征向量和所述场站左特征向量计算各所述新能源场站在振荡模态下的参与因子。

27、本发明还提供了一种多新能源场站区域的振荡源定位装置，包括：

28、状态空间模型建立模块，用于建立多新能源场站区域的状态空间模型；所述多新能源场站区域包括多个新能源场站；

29、相对幅值及预测流向计算模块，用于基于所述状态空间模型，计算振荡分量在所述多新能源场站区域对应的输电网络中的相对幅值及预测流向；

30、第一新能源场站确定模块，用于根据所述相对幅值与所述预测流向，选择振荡分量满足预设条件的新能源场站作为第一新能源场站；

31、参与因子计算模块，用于计算各所述新能源场站在振荡模态下的参与因子；

32、第二新能源场站确定模块，用于根据所述参与因子确定第二新能源场站；

33、振荡源定位模块，用于计算所述第一新能源场站和所述第二新能源场站的交集，并根据所述交集定位所述多新能源场站区域的振荡源。

34、可选地，所述状态空间模型建立模块，包括：

35、设备参数收集子模块，用于收集所述多新能源场站区域内各设备的设备参数，所述设备包括所述新能源场站、传统机组、直流输电系统和所述输电网络的各连接线路，所述设备参数包括状态变量；

36、数学模型构建子模块，用于采用所述设备及对应的状态变量，构建各设备的数学模型；

37、坐标系间接口方程生成子模块，用于按照预设旋转坐标系，生成各设备的坐标系间接口方程；

38、状态空间模型生成子模块，用于采用各设备的数学模型、坐标系间接口方程，生成所述多新能源场站区域的状态空间模型。

39、可选地，所述相对幅值及预测流向计算模块，包括：

40、特征值计算子模块，用于获取预设系数矩阵，并通过所述系数矩阵计算所述状态空间模型的特征值；

41、判断子模块，用于判断所有所述特征值的实部是否均小于0；

42、失稳模态特征值确定子模块，用于若否，将实部不小于0的特征值确定为失稳模态特征值；

43、电流状态变量获取子模块，用于获取所述输电网络各线路的电流状态变量；

44、线路右特征向量计算子模块，用于计算所述电流状态变量与所述失稳模态特征值对应的线路右特征向量；

45、幅值和相位计算子模块，用于计算各所述线路右特征向量的幅值和相位；

46、归一化子模块，用于以幅值最大的线路右特征向量的幅值为基准幅值，以幅值最大的线路右特征向量的相位为基准相位，归一化各所述线路右特征向量的幅值和相位，得到归一化幅值和归一化相位；

47、相对幅值确定子模块，用于根据所述归一化幅值确定振荡分量在所述输电网络各线路中的相对幅值；

48、预测流向确定子模块，用于根据所述归一化相位确定所述振荡分量在所述输电网络中的预测流向。

49、可选地，所述参与因子计算模块，包括：

50、场站右特征向量计算子模块，用于计算各所述新能源场站的状态变量与所述失稳模态特征值对应的场站右特征向量；

51、场站左特征向量计算子模块，用于计算各所述新能源场站的状态变量与所述失稳模态特征值对应的场站左特征向量；

52、参与因子计算子模块，用于采用所述场站右特征向量和所述场站左特征向量计算各所述新能源场站在振荡模态下的参与因子。

53、本发明还提供了一种电子设备，所述设备包括处理器以及存储器：

54、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

55、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上任一项所述的多新能源场站区域的振荡源定位方法。

56、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如上任一项所述的多新能源场站区域的振荡源定位方法。

57、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明通过建立多新能源场站区域的状态空间模型；多新能源场站区域包括多个新能源场站；基于状态空间模型，计算振荡分量在多新能源场站区域对应的输电网络中的相对幅值及预测流向；根据相对幅值与预测流向，选择振荡分量满足预设条件的新能源场站作为第一新能源场站；计算各新能源场站在振荡模态下的参与因子；根据参与因子确定第二新能源场站；计算第一新能源场站和第二新能源场站的交集，并根据交集定位多新能源场站区域的振荡源。从而提高了振荡源定位的准确性。