【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于阻抗包络，具体为一种交流系统宽频带阻抗包络方法及相关设备。
技术介绍
1、未来，新能源将实现从辅助电源到主体电源的重大转变。但是，随着新能源大规模接入电网，在电网强度较弱时，新能源并网设备的快速控制特性与电网相互作用，可能引发宽频振荡问题，典型案例如我国新疆哈密，河北沽源等地电网频发的次/超同步振荡问题，宽频振荡问题制约新能源外送能力，影响电力系统安全稳定运行。因此需要对新型电力系统进行稳定性分析，保证电力系统的安全稳定运行。
2、阻抗分析法作为一种分析复杂电力电子系统稳定性简单而有效的方法，阻抗建模是其中的关键环节。以往研究中，在应用阻抗分析法进行系统稳定性分析时，通常对并网逆变器、风电机组，光伏发电机组进行详细的阻抗建模，而用简单的rlc网络代替交流系统。然而，实际的交流系统是十分复杂的，它们由变压器、线路等多种元件构成，拓扑结构多种多样，且其阻抗并非固定不变的，而是会随着网络中各元件参数、系统的运行方式等因素的改变而改变，简化网络并不能完全反应实际交流系统的频率响应。
3、目前关于交流系统宽频带谐波阻抗的研究，虽然建立了各个元件的数学模型，也提出单位电流注入等求解交流系统某一节点看入的谐波阻抗的方法。但是当前方法不能同时求得多个节点看入的交流系统谐波阻抗以及它们之间的互阻抗，且没有充分考虑到交流系统的复杂性以及运行工况对其谐波阻抗的影响。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种交流系统宽频带阻抗包络方法及相关设备，解决了不能同时求得多个节
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种交流系统宽频带阻抗包络方法，包括：
4、建立交流系统各个节点电压电流的关系，形成节点导纳矩阵，根据是否与外部设备连接对交流系统的节点进行分类，根据分类结果对节点的导纳矩阵进行分块；
5、建立不与外部设备连接节点处，交流系统内部电源的诺顿等效电路，根据建立的诺顿等效电路和交流系统各个节点电压电流的关系获取与外部设备连接节点看入的交流系统等值阻抗；
6、改变交流系统运行方式，将各个运行方式下的与外部设备连接节点看入的交流系统等值阻抗叠加在同一坐标系下；
7、在坐标系上画一个面积最小的椭圆将所有阻抗散点包围，该椭圆即为交流系统的阻抗包络线。
8、优选地，建立不与外部设备连接节点处，交流系统内部电源的诺顿等效电路为：
9、
10、不与外部设备相连但与内部电源相连节点的输出电流，为不与外部设备相连且不与内部电源相连节点的输出电流，为与外部设备相连但与内部电源相连节点诺顿等效电路中的导纳，为不与外部设备相连且不与内部电源相连节点诺顿等效电路中的导纳，为与外部设备相连但与内部电源相连节点诺顿等效电路中电流源的电流向量，为不与外部设备相连且不与内部电源相连节点诺顿等效电路中电流源的电流向量，y2=0与=0。
11、优选地，与外部设备连接节点看入的交流系统等值阻抗为：
12、
13、其中，，为将交流系统节点导纳矩阵进行分块，得到的分块矩阵，表示交流系统中不与外部设备相连节点的自导纳矩阵，表示与外部设备相连节点的自导纳矩阵，，为两类节点的互导纳矩阵，表示将交流系统内部电源等效为诺顿电路后，各等效电路中导纳组成的矩阵。
14、优选地，采用非线性规划的方式在坐标系上画一个面积最小的椭圆，将交流系统不同运行方式下所有宽频带谐波阻抗散点包围；
15、在坐标系上画一个面积最小的椭圆将所有阻抗散点包围的具体步骤为：
16、先得到所有阻抗散点最外围的凸包，并将其连接成闭合曲线，再将闭合曲线的坐标代入非线性约束条件，得到椭圆形包络线。
17、一种交流系统宽频带阻抗包络系统，包括：
18、分类模块：用于建立交流系统各个节点电压电流的关系，形成节点导纳矩阵，根据是否与外部设备连接对交流系统的节点进行分类，根据分类结果对节点的导纳矩阵进行分块；
19、等值阻抗获取模块：用于建立交流系统内部电源的诺顿等效电路，根据建立的诺顿等效电路和交流系统各个节点电压电流的关系获取与外部设备连接节点看入的交流系统等值阻抗；
20、叠加模块：用于改变交流系统运行方式，将各个运行方式下的与外部设备连接节点看入的交流系统等值阻抗叠加在同一坐标系下；
21、包络线获取模块：用于在坐标系上画一个面积最小的椭圆将所有阻抗散点包围，该椭圆即为交流系统的阻抗包络线。
22、优选地，在等值阻抗获取模块中，建立交流系统内部电源的诺顿等效电路为：
23、
24、不与外部设备相连但与内部电源相连节点的输出电流，为不与外部设备相连且不与内部电源相连节点的输出电流，为与外部设备相连但与内部电源相连节点诺顿等效电路中的导纳，为不与外部设备相连且不与内部电源相连节点诺顿等效电路中的导纳，为与外部设备相连但与内部电源相连节点诺顿等效电路中电流源的电流向量，为不与外部设备相连且不与内部电源相连节点诺顿等效电路中电流源的电流向量，y2=0与=0。
25、优选地，在等值阻抗获取模块中，与外部设备连接节点看入的交流系统等值阻抗为：
26、
27、其中，，为将交流系统节点导纳矩阵进行分块，得到的分块矩阵，表示交流系统中不与外部设备相连节点的自导纳矩阵，表示与外部设备相连节点的自导纳矩阵，，为两类节点的互导纳矩阵，表示将交流系统内部电源等效为诺顿电路后，各等效电路中导纳组成的矩阵。
28、优选地，在包络线获取模块中，采用非线性规划的方式在坐标系上画一个面积最小的椭圆将所有阻抗散点包围；
29、在坐标系上画一个面积最小的椭圆将所有阻抗散点包围的具体步骤为：
30、先得到所有阻抗散点最外围的凸包，并将其连接成闭合曲线，再将的坐标代入非线性约束条件，得到椭圆形包络线。
31、一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种交流系统宽频带阻抗包络方法的步骤。
32、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种交流系统宽频带阻抗包络方法的步骤。
33、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种交流系统宽频带阻抗包络方法，基于kron reduction的交流系统阻抗等值方法，对节点进行分类，获取与外部设备连接节点看入的交流系统等值阻抗，可以同时计算多个节点看入的交流系统谐波阻抗以及它们之间的互阻抗。本专利技术提出了交流系统阻抗包络线的概念，用以描述系统运行方式发生变化时，其阻抗的变化范围。本专利技术基于非线性规划的方法，提出了阻抗包络线数学表达式的计算方法，将各个运行方式下的与外部设备连接节点看入的交流系统谐波阻抗叠加在同一坐标本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种交流系统宽频带阻抗包络方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种交流系统宽频带阻抗包络方法，其特征在于，建立不与外部设备连接节点处，交流系统内部电源的诺顿等效电路为：
3.根据权利要求1所述的一种交流系统宽频带阻抗包络方法，其特征在于，与外部设备连接节点看入的交流系统等值阻抗为：
4.根据权利要求1所述的一种交流系统宽频带阻抗包络方法，其特征在于，采用非线性规划的方式在坐标系上画一个面积最小的椭圆，将交流系统不同运行方式下所有宽频带谐波阻抗散点包围；
5.一种交流系统宽频带阻抗包络系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的一种交流系统宽频带阻抗包络系统，其特征在于，在等值阻抗获取模块中，建立交流系统内部电源的诺顿等效电路为：
7.根据权利要求5所述的一种交流系统宽频带阻抗包络系统，其特征在于，在等值阻抗获取模块中，与外部设备连接节点看入的交流系统等值阻抗为：
8.根据权利要求5所述的一种交流系统宽频带阻抗包络系统，其特征在于，在包络线获取模块中，采用非线性规划的方式在坐
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述一种交流系统宽频带阻抗包络方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述一种交流系统宽频带阻抗包络方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种交流系统宽频带阻抗包络方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种交流系统宽频带阻抗包络方法，其特征在于，建立不与外部设备连接节点处，交流系统内部电源的诺顿等效电路为：
3.根据权利要求1所述的一种交流系统宽频带阻抗包络方法，其特征在于，与外部设备连接节点看入的交流系统等值阻抗为：
4.根据权利要求1所述的一种交流系统宽频带阻抗包络方法，其特征在于，采用非线性规划的方式在坐标系上画一个面积最小的椭圆，将交流系统不同运行方式下所有宽频带谐波阻抗散点包围；
5.一种交流系统宽频带阻抗包络系统，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的一种交流系统宽频带阻抗包络系统，其特征在于，在等值阻抗获取模块中，建立交流系统内部电源的诺顿等效电路为：
【专利技术属性】
技术研发人员：张海涛，赵晨婷，李探，李志闯，张倩文，张儒锡，王泰宇，杨可俊，魏亦铭，李保全，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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