CN112072692A - 一种新能源发电场站的阻抗等值方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新能源发电场站的阻抗等值方法及装置，包括：将新能源发电场站分别等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路和新能源发电场站在耦合频率下的等效电路；获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵；根据新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵确定新能源发电站的等值阻抗。本发明提供的一种新能源发电场站的阻抗等值方法，能够更为准确的建模和分析新能源并网***的振荡问题，尤其是存在次、超同步频率耦合的振荡问题。
Description
技术领域
本发明涉及新能源发电并网***的动态建模与分析领域，具体涉及一种新能源发电场站的阻抗等值方法及装置。
背景技术
风、光等新能源发电通过电力电子变流器并入电网，变流器具有快速控制特性，变流器与电网相互作用，可能会引发实际***的次/超同步振荡问题。例如，我国新疆哈密、河北沽源等地区电网频繁出现次/超同步振荡问题。小信号频域阻抗方法是应用于建模和分析上述振荡问题的一种有效方法之一，该方法的基本思路：
(01)将新能源发电装置的动态特性描述为以小信号电压扰动和小信号电流响应为输入输出的频域传递函数模型，定义新能源发电装置的小信号频域阻抗(或导纳)为：
式中，ZP(s)为新能源发电装置的小信号频域阻抗，vp(s)为新能源发电装置小信号扰动电压，ip(s)为新能源发电装置小信号响应电流，YP(s)为新能源发电装置的小信号频域导纳。
(02)将单个新能源发电装置并网***建模为由单个新能源发电装置阻抗和电网阻抗组成的等效电路模型，如图1所示；
(03)根据等效电路模型，将***的小信号模型描述为以电网阻抗与装置阻抗之比Zg(s)/Zp(s)为开环增益的单输入单输出闭环***，如图2所示；
(04)根据经典控制理论中的奈奎斯特判据进行***稳定性的判定。
阻抗方法的优势：将新能源发电装置的动态特性以阻抗形式表征，然后，基于电路的KVL和KCL原理快速构建多机复杂***的电路模型，将***模型的结构与电网实际结构对应，有利于***稳定性和主导因素的判别。
因此，整个新能源场站的阻抗可由场内所有新能源发电装置的阻抗和汇集网络(包括汇集线路、变压器等)的阻抗串、并联计算得出。如果新能源场站内安装有SVG/SVC等动态无功补偿装置，同样可以作为其中一个阻抗加入计算。
近两年，为了考虑由新能源发电并网装置电路及控制的非线性因素引起的频率耦合效应，阻抗等值方法得到了进一步的发展。考虑频率耦合的装置阻抗(或导纳)定义为
式中，s为复变量，w1为基波角频率，j为虚数符号，ip(s)为新能源发电装置端口注入的小信号扰动电流，ip(s-jω1)为新能源发电装置端口注入的偏移两倍基波频率的小信号扰动电流，vp(s)为新能源发电装置小信号响应电压，vp(s-jω1)为新能源发电装置偏移两倍基波频率的小信号响应电压，Zp(s)为新能源发电装置小信号响应电压对新能源发电装置端口注入的小信号扰动电流的阻抗，Zc(s)为新能源发电装置偏移两倍基波频率的小信号响应电压对新能源发电装置端口注入的小信号扰动电流的阻抗，Zcx(s)为新能源发电装置小信号响应电压对新能源发电装置端口注入的偏移两倍基波频率的小信号扰动电流的阻抗，Zpx(s)为新能源发电装置偏移两倍基波频率的小信号响应电压对新能源发电装置端口注入的偏移两倍基波频率的小信号扰动电流的阻抗；同理，Yp(s)为新能源发电装置小信号响应电流对新能源发电装置端口注入的小信号扰动电压的导纳，Yc(s)为新能源发电装置偏移两倍基波频率的小信号响应电流对新能源发电装置端口注入的小信号扰动电压的导纳，Ycx(s)为新能源发电装置小信号响应电流对新能源发电装置端口注入的偏移两倍基波频率的小信号扰动电压的导纳，Ypx(s)为新能源发电装置偏移两倍基波频率的小信号响应电流对新能源发电装置端口注入的偏移两倍基波频率的小信号扰动电压的阻抗。
考虑频率耦合后，新能源发电装置的阻抗模型可表示为2×2的频域传输矩阵模型，其物理含义为，当装置端口注入电压扰动vp(s)时，装置除了会响应出对应频率的电流ip(s)之外，还会响应出偏移两倍基波频率的电流响应ip(s-jω1)，反之亦然。
在某新疆哈密风电基地等实际***的振荡问题中，如图3所示，频率耦合效应是普遍存在的现象，该现象表现为电网电压、电流中同时存在关于基波对称的次、超同步的振荡分量，比如25Hz和75Hz。(由于负频率的电气量没有实际的物理意义，因此-25Hz和-75Hz的耦合频率通常描述为正频率，而数学上应当是25Hz与-75Hz或75Hz与-25Hz之间的耦合效应)。
考虑频率耦合的阻抗模型为上述实际***的次/超同步振荡问题的分析提供了基础，但是目前的新能源场站阻抗等值计算面临问题，考虑频率耦合后，新能源发电装置的阻抗不再是单输入单输出模型，包括多个发电装置和汇集网络的新能源场站的整体阻抗不能通过简单的串并联等值计算，需要新的等值计算方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新能源发电场站的阻抗等值方法及装置，用于分析实际***次、超同步频率同时存在的振荡问题。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供一种新能源发电场站的阻抗等值方法，其改进之处在于，所述方法包括：
获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵；
根据新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵确定新能源发电站的等值阻抗。
优选的，所述获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵之前，包括：
将新能源发电场站分别等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路和新能源发电场站在耦合频率下的等效电路。
进一步的，所述将新能源发电场站分别等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路和新能源发电场站在耦合频率下的等效电路，包括：
定义新能源发电场站中并网点、新能源发电单元、变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路为新能源发电场站的内部节点，并对新能源发电场站的内部节点进行编号，其中，并网点对应的新能源发电场站的内部节点的编号为0；
将新能源发电场站等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路，具体过程包括：
将新能源发电场站中新能源发电单元等效为新能源发电单元在原频率下的受控电流源和一端接地一端连接新能源发电单元在原频率下的受控电流源的新能源发电单元原频率下端口电流对新能源发电单元原频率下端口电压的导纳，其中，新能源发电单元在原频率下的受控电流源的另一端接地；
将新能源发电场站中变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路等效为其两端内部节点的导纳；
将新能源发电场站等效为新能源发电场站在耦合频率下的等效电路，具体过程包括：
将新能源发电场站中新能源发电单元等效为新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源和一端接地一端连接新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源的新能源发电单元耦合频率下端口电流对新能源发电单元耦合频率下电压的导纳，其中，新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源的另一端接地；
将新能源发电场站中变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路等效为其两端内部节点的导纳。
进一步的，所述获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵，包括：
按下式确定新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵Y：
式中，s为原频率下复变量，Ywf,px(s)为新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳，Ywf,cx(s)为新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳，Ywf,p(s)新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳，Ywf,c(s)新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳。
进一步的，按下式确定新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳Ywf,cx(s)：
按下式确定新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳Ywf,px(s)：
按下式确定新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳Ywf,p(s)：
按下式确定新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳Ywf,c(s)：
式中，s为原频率下复变量，s′＝s-jw1，w1＝2πf1，f1为基波频率，w1为基波角频率，s′为耦合频率下复变量，j为虚数符号，i∈[1,n]，n为新能源发电场站等效电路内部节点的编号总数，Yc(s)为新能源发电场站耦合频率下内部节点电流对新能源发电场站原频率下内部节点电压的导纳对角矩阵，Ycx(s)为新能源发电场站原频率下内部节点电流对新能源发电场站耦合频率下节点电压的导纳对角矩阵，YN(s)为新能源场站原频率下的内部节点导纳矩阵，YN′(s′)为新能源场站耦合频率下的内部节点导纳矩阵，Y0(s)为新能源场站原频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量，Y0(s′)为新能源场站耦合频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量，
为新能源场站原频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量的转置矩阵，
新能源场站耦合频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量的转置矩阵，Y0i(s)为新能源场站内部原频率下第i个节点与并网点之间的连接导纳，Y0i(s′)为新能源场站原频率下第i个节点与并网点之间的连接导纳。
优选的，所述根据新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵确定新能源发电场站的等值阻抗，包括；
按下式确定新能源发电场站的等值阻抗：
Z＝Y-1；
式中，Y为新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵，Z为新能源发电场站的等值阻抗。
本发明还提供一种新能源发电场站的阻抗等值装置，其改进之处在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵；
确定模块，用于根据新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵确定新能源发电站的等值阻抗。
优选的，所述获取模块之前，还包括：
等效模块，用于将新能源发电场站分别等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路和新能源发电场站在耦合频率下的等效电路。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明提出了一种考虑频率耦合和汇集网络的新能源场站阻抗等值方法及装置，将新能源发电场站等值为2*2的阻抗(导纳)矩阵模型，矩阵模型的解析表达式包含了新能源发电装置和汇集网络的阻抗，具有一般性，适用范围广泛，并且能够更为准确的建模和分析新能源并网***的振荡问题，尤其是存在次、超同步频率耦合的振荡问题。
附图说明
图1为新能源发电并网***等效电路模型；
图2为单个新能源发电并网***小信号传递函数模型；
图3为某哈密风电基地次/超同步振荡电压、电流录波数据FFT分析；
图4为本发明提供的一种新能源发电场站的阻抗等值方法流程图；
图5为本发明实施例提供的一种风电场结构示意图；
图6为本发明实施例提供的考虑频率耦合的新能源发电装置在原频率下的电路模型；
图7为本发明实施例提供的考虑频率耦合的新能源发电装置在耦合频率下的电路模型
图8为本发明实施例提供的考虑频率耦合的新能源场站在原频率下的电路模型
图9为本发明实施例提供的考虑频率耦合的新能源场站在耦合频率下的电路模型
图10为本发明实施例提供的一种风电场站等值导纳计算结果示意图；
图11为本发明提供的一种新能源发电场站的阻抗等值装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种新能源发电场站的阻抗等值方法，如图4所示，所述方法包括：
101将新能源发电场站分别等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路和新能源发电场站在耦合频率下的等效电路；
102获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵；
103.根据新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵确定新能源发电站的等值阻抗。
具体的，所述步骤101，包括：
定义新能源发电场站中并网点、新能源发电单元、变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路为新能源发电场站的内部节点，并对新能源发电场站的内部节点进行编号，其中，并网点对应的新能源发电场站的内部节点的编号为0；
将新能源发电场站等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路，具体过程包括：
将新能源发电场站中新能源发电单元等效为新能源发电单元在原频率下的受控电流源和一端接地一端连接新能源发电单元在原频率下的受控电流源的新能源发电单元原频率下端口电流对新能源发电单元原频率下端口电压的导纳，其中，新能源发电单元在原频率下的受控电流源的另一端接地；
将新能源发电场站中变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路等效为其两端内部节点的导纳；
将新能源发电场站等效为新能源发电场站在耦合频率下的等效电路，具体过程包括：
将新能源发电场站中新能源发电单元等效为新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源和一端接地一端连接新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源的新能源发电单元耦合频率下端口电流对新能源发电单元耦合频率下电压的导纳，其中，新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源的另一端接地；
将新能源发电场站中变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路等效为其两端内部节点的导纳。
例如，以典型的风电场并网***为例，如图5所示。数十台风电机组经箱变、中压汇集线路，以及风电场主变接入电网。
首先，根据考虑频率耦合的新能源发电装置阻抗模型，将每台风电机组建模为两个耦合频率下的端口电路模型，如图6和图7所示，图中s′＝s-jw1。
可以看出，频率耦合效应由两个受控电流源
和
描述，
ir(s)＝Ycx(s)v(s′)；
ic(s′)＝Yc(s)v(s)；
式中，ir(s)为新能源发电单元装置在原频率下的受控电流源，Ycx(s)为新能源发电单元装置原频率下端口电流对新能源发电单元装置耦合频率下端口电压的导纳，v(s′)为新能源发电单元装置耦合频率下的端口电压，ic(s′)为新能源发电单元装置在耦合频率下的受控电流源，Yc(s)为新能源发电场单元装置耦合频率下端口电流对新能源发电单元装置原频率下端口电压的导纳，v(s)为新能源发电单元装置原频率下的端口电压。
将上述考虑频率耦合的新能源发电装置模型代入新能源发电场站的拓扑结构中，可以将新能源场站并网***同样建模为两个耦合频率下的电路模型，如图8和图9所示。
将新能源发电场站分别等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路和新能源发电场站在耦合频率下的等效电路之后，需获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵，，因此，所述步骤102包括：
按下式确定新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵Y：
式中，s为原频率下复变量，Ywf,px(s)为新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳，Ywf,cx(s)为新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳，Ywf,p(s)新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳，Ywf,c(s)新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳。
按下式确定新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳Ywf,cx(s)：
按下式确定新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳Ywf,px(s)：
按下式确定新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳Ywf,p(s)：
按下式确定新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳Ywf,c(s)：
式中，s为原频率下复变量，s′＝s-jw1，w1＝2πf1，f1为基波频率，w1为基波角频率，s′为耦合频率下复变量，j为虚数符号，i∈[1,n]，n为新能源发电场站等效电路内部节点的编号总数，Yc(s)为新能源发电场站耦合频率下内部节点电流对新能源发电场站原频率下内部节点电压的导纳对角矩阵，Ycx(s)为新能源发电场站原频率下内部节点电流对新能源发电场站耦合频率下节点电压的导纳对角矩阵，YN(s)为新能源场站原频率下的内部节点导纳矩阵，YN′(s′)为新能源场站耦合频率下的内部节点导纳矩阵，Y0(s)为新能源场站原频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量，Y0(s′)为新能源场站耦合频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量，
为新能源场站原频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量的转置矩阵，
新能源场站耦合频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量的转置矩阵，Y0i(s)为新能源场站内部原频率下第i个节点与并网点之间的连接导纳，Y0i(s′)为新能源场站原频率下第i个节点与并网点之间的连接导纳。
进一步的，新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵Y中Ywf,px(s)为新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳，Ywf,cx(s)为新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳，Ywf,p(s)新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳，Ywf,c(s)新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳的可以按下述过程导出：
在如图8和图9所示的应用场景中，将场站并网点编号为0，将场站内节点编号为1,2,…,n，于是，场站的整体阻抗模型可定义为：
定义两个电路的受控电流源向量；
ir(s)＝Ycx(s)v(s′)； (2)
ic(s′)＝Yc(s)v(s)； (3)
列出两个电路的节点电压方程；
YN(s)v(s)+ir(s)＝v0(s)Y0(s)； (4)
YN′(s′)v(s′)+ic(s′)＝v0(s′)Y0(s′)； (5)
在两个电路的0节点分别应用KCL定理，可得；
将v0(s′)＝0分别带入公式(1)和公式(5)中，可得；
YN′(s′)v(s′)+ic(s′)＝0； (10)
将公式(2)代入公式(4)中，可得；
YN(s)v(s)+Ycx(s)v(s′)＝v0(s)Y0(s)； (11)
将公式(3)代入公式(10)中，可得；
YN′(s′)v(s′)+Yc(s)v(s)＝0； (12)
由公式(12)可得；
v(s′)＝-ZN′(s′)Yc(s)v(s)； (13)
将公式(13)代入公式(11)中，可得；
v(s)＝v0(s){YN(s)-Ycx(s)ZN′(s′)Yc(s)}-1Yc(s)ZN(s)Y0(s)； (14)
由公式(11)可得；
v(s)＝-ZN(s)Ycx(s)v(s′)+v0(s)ZN(s)Y0(s)； (15)
将公式(15)代入公式(12)中，可得；
v(s′)＝-v0(s){YN′(s′)-Yc(s)ZN(s)Ycx(s)}-1Yc(s)ZN(s)Y0(s)； (16)
将公式(14)代入公式(6)中之后，将结果代入公式(8)可得；
将公式(16)代入公式(7)中之后，将结果代入公式(9)可得；
将v0(s)＝0分别带入公式(1)和公式(4)中，可得；
YN(s)v(s)+ir(s)＝0； (21)
将公式(3)代入公式(5)中，可得；
YN′(s′)v(s′)+Yc(s)v(s)＝v0(s′)Y0(s′)； (22)
将公式(2)代入公式(21)中，可得；
YN(s)v(s)+Ycx(s)v(s′)＝0； (23)
由公式(23)可得；
v(s′)＝-ZN(s)Ycx(s)v(s′)； (24)
将公式(24)代入公式(22)中，可得；
v(s′)＝v0(s′){YN′(s′)-Yc(s)ZN(s)Ycx(s)}-1Y0(s′)； (25)
由公式(22)可得；
v(s′)＝-ZN′(s′)Yc(s)v(s)+v0(s′)ZN′(s′)Y0(s′)； (26)
将公式(26)代入公式(23)中，可得；
v(s)＝-v0(s′){YN(s)-Ycx(s)ZN′(s′)Yc(s)}-1Ycx(s)ZN′(s′)Y0(s′)； (27)
将公式(25)代入公式(7)中之后，将结果代入公式(19)可得；
将公式(26)代入公式(6)中之后，将结果代入公式(20)可得；
式中，s为原频率下复变量，s′＝s-jw1，w1＝2πf1，f1为基波频率，w1为基波角频率，s′为耦合频率下复变量，j为虚数符号，ir(s)为新能源发电场站在原频率下的受控电流源向量，Ycx(s)为新能源发电场站内部原频率下节点电流对新能源发电场站内部耦合频率下节点电压的导纳对角矩阵，v(s′)为新能源发电场站内部耦合频率下的节点电压列向量，ic(s′)为新能源发电场站在耦合频率下的受控电流源向量，Yc(s)为新能源发电场站内部耦合频率下节点电流对新能源发电场站内部原频率下节点电压的导纳对角矩阵，v(s)为新能源发电场站内部原频率下的节点电压列向量；Y0(s)＝diag[Y0i(s)|i＝1,2,...,n]T，Y0(s′)＝diag[Y0i(s′)|i＝1,2,...,n]T，YN(s)为新能源场站内部原频率下的节点导纳矩阵，Y0(s)为新能源场站原频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量，v0(s)为新能源场站原频率下并网点电压，YN′(s′)为新能源场站内部耦合频率下的节点导纳矩阵，v0(s′)为新能源场站耦合频率下并网点电压，Y0(s′)为新能源场站耦合频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量；i0(s)为新能源场站原频率下并网点电流，i0(s′)为新能源场站耦合频率下并网点电流，
为新能源场站原频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量的转置矩阵，
新能源场站耦合频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量的转置矩阵，Y0i(s)为新能源场站内部原频率下第i个节点与并网点之间的连接导纳；
由此，得出考虑频率耦合和汇集网络的新能源场站等值阻抗(或导纳)，为2×2的频域传递函数矩阵。
所述步骤103，包括；
按下式确定新能源发电场站的等值阻抗：
Z＝Y-1；
式中，Y为新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵，Z为新能源发电场站的等值阻抗。
基于上述控制方法同一构思，以一个典型风电场为例，本发明还提供了另外一个最优实施例，如图5所示，风电场内由3条35kV的馈线组成，每条馈线接入11台额定容量为3MW的风电机组，风电机组经0.69/35kV的箱变接入馈线，任意两台风电机组之间的馈线距离为300米，三条馈线汇集在35kV母线，经35/220kV升压变接入电网，计算得出的风电场导纳如图10所示。
基于上述控制方法同一构思，本发明还提供一种新能源发电场站的阻抗等值装置，如图11所示，所述装置包括
获取模块，用于获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵；
确定模块，用于根据新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵确定新能源发电站的等值阻抗。
装置中的获取模块之前，还包括：
等效模块，用于将新能源发电场站分别等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路和新能源发电场站在耦合频率下的等效电路。
装置中的等效模块包括：
定义单元，用于定义新能源发电场站中并网点、新能源发电单元、变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路为新能源发电场站的内部节点，并对新能源发电场站的内部节点进行编号，其中，并网点对应的新能源发电场站的内部节点的编号为0；
第一等效单元，用于将新能源发电场站等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路；
第二等效单元，用于将新能源发电场站等效为新能源发电场站在耦合频率下的等效电路；
所述第一等效单元包括：
第一等效子单元，具体用于将新能源发电场站中新能源发电单元等效为新能源发电单元在原频率下的受控电流源和一端接地一端连接新能源发电单元在原频率下的受控电流源的新能源发电单元原频率下端口电流对新能源发电单元原频率下端口电压的导纳，其中，新能源发电单元在原频率下的受控电流源的另一端接地；
第二等效子单元，具体用于将新能源发电站中变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路等效为其两端内部节点的导纳；
所述第二等效单元包括：
第三等效子单元，具体用于将新能源发电场站中新能源发电单元等效为新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源和一端接地一端连接新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源的新能源发电单元耦合频率下端口电流对新能源发电单元耦合频率下电压的导纳，其中，新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源的另一端接地；
第四等效子单元，具体用于将新能源发电站中变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路等效为其两端内部节点的导纳。
装置中的获取模块，用于按下式确定新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵Y：
式中，s为原频率下复变量，Ywf,px(s)为新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳，Ywf,cx(s)为新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳，Ywf,p(s)新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳，Ywf,c(s)新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳。
所述获取模块包括：
第一获取单元，具体用于按下式确定新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳Ywf,cx(s)：
第二获取单元，具体用于按下式确定新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳Ywf,px(s)：
第三获取单元，具体用于按下式确定新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳Ywf,p(s)：
第四获取单元，具体用于按下式确定新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳Ywf,c(s)：
式中，s为原频率下复变量，s′＝s-jw1，w1＝2πf1，f1为基波频率，w1为基波角频率，s′为耦合频率下复变量，j为虚数符号，i∈[1,n]，n为新能源发电场站等效电路内部节点的编号总数，Yc(s)为新能源发电场站耦合频率下内部节点电流对新能源发电场站原频率下内部节点电压的导纳对角矩阵，Ycx(s)为新能源发电场站原频率下内部节点电流对新能源发电场站耦合频率下节点电压的导纳对角矩阵，YN(s)为新能源场站原频率下的内部节点导纳矩阵，YN′(s′)为新能源场站耦合频率下的内部节点导纳矩阵，Y0(s)为新能源场站原频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量，Y0(s′)为新能源场站耦合频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量，
为新能源场站原频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量的转置矩阵，
新能源场站耦合频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量的转置矩阵，Y0i(s)为新能源场站内部原频率下第i个节点与并网点之间的连接导纳，Y0i(s′)为新能源场站原频率下第i个节点与并网点之间的连接导纳。
装置中的确定模块，具体用于按下式确定新能源发电场站的等值阻抗：
Z＝Y-1；
式中，Y为新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵，Z为新能源发电场站的等值阻抗。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新能源发电场站的阻抗等值方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵；
根据新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵确定新能源发电站的等值阻抗。
2.如权利要求1所述的一种新能源发电场站的阻抗等值方法，其特征在于，所述获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵之前，包括：
将新能源发电场站分别等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路和新能源发电场站在耦合频率下的等效电路。
3.如权利要求2所述的一种新能源发电场站的阻抗等值方法，其特征在于，所述将新能源发电场站分别等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路和新能源发电场站在耦合频率下的等效电路，包括：
定义新能源发电场站中并网点、新能源发电单元、变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路为新能源发电场站的内部节点，并对新能源发电场站的内部节点进行编号，其中，并网点对应的新能源发电场站的内部节点的编号为0；
将新能源发电场站等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路，具体过程包括：
将新能源发电场站中新能源发电单元等效为新能源发电单元在原频率下的受控电流源和一端接地一端连接新能源发电单元在原频率下的受控电流源的新能源发电单元原频率下端口电流对新能源发电单元原频率下端口电压的导纳，其中，新能源发电单元在原频率下的受控电流源的另一端接地；
将新能源发电场站中变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路等效为其两端内部节点的导纳；
将新能源发电场站等效为新能源发电场站在耦合频率下的等效电路，具体过程包括：
将新能源发电场站中新能源发电单元等效为新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源和一端接地一端连接新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源的新能源发电单元耦合频率下端口电流对新能源发电单元耦合频率下电压的导纳，其中，新能源发电单元在耦合频率下的受控电流源的另一端接地；
将新能源发电场站中变压器以及并网点、新能源发电单元和变压器之间的汇集线路等效为其两端内部节点的导纳。
4.如权利要求3所述的一种新能源发电场站的阻抗等值方法，其特征在于，所述获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵，包括：
按下式确定新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵Y：
式中，s为原频率下复变量，Ywf,px(s)为新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳，Ywf,cx(s)为新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳，Ywf,p(s)新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳，Ywf,c(s)新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳。
5.如权利要求4所述的一种新能源发电场站的阻抗等值方法，其特征在于，按下式确定新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳Ywf,cx(s)：
按下式确定新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站耦合频率下并网点电压的导纳Ywf,px(s)：
按下式确定新能源场站原频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳Ywf,p(s)：
按下式确定新能源场站耦合频率下并网点电流对新能源场站原频率下并网点电压的导纳Ywf,c(s)：
式中，s为原频率下复变量，s′＝s-jw1，w1＝2πf1，f1为基波频率，w1为基波角频率，s′为耦合频率下复变量，j为虚数符号，i∈[1,n]，n为新能源发电场站等效电路内部节点的编号总数，Yc(s)为新能源发电场站耦合频率下内部节点电流对新能源发电场站原频率下内部节点电压的导纳对角矩阵，Ycx(s)为新能源发电场站原频率下内部节点电流对新能源发电场站耦合频率下节点电压的导纳对角矩阵，YN(s)为新能源场站原频率下的内部节点导纳矩阵，YN′(s′)为新能源场站耦合频率下的内部节点导纳矩阵，Y0(s)为新能源场站原频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量，Y0(s′)为新能源场站耦合频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量，
为新能源场站原频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量的转置矩阵，
新能源场站耦合频率下内部节点与并网点之间的连接导纳向量的转置矩阵，Y0i(s)为新能源场站内部原频率下第i个节点与并网点之间的连接导纳，Y0i(s′)为新能源场站原频率下第i个节点与并网点之间的连接导纳。
6.如权利要求1所述的一种新能源发电场站的阻抗等值方法，其特征在于，所述根据新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵确定新能源发电场站的等值阻抗，包括；
按下式确定新能源发电场站的等值阻抗：
Z＝Y-1；
式中，Y为新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵，Z为新能源发电场站的等值阻抗。
7.一种新能源发电场站的阻抗等值装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵；
确定模块，用于根据新能源发电场站并网点电流对并网点电压的导纳矩阵确定新能源发电站的等值阻抗。
8.如权利要求1所述的一种新能源发电场站的阻抗等值方法，其特征在于，所述获取模块之前，包括：
等效模块，用于将新能源发电场站分别等效为新能源发电场站在原频率下的等效电路和新能源发电场站在耦合频率下的等效电路。
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