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申请/专利权人：华北电力大学

摘要：本发明提出一种基于模态分析法的多虚拟同步发电机VSG并网功频振荡评估方法，以VSG有功控制环路和无功控制环路解耦为基础，采用类比法构建了有功控制环路的等效二端网络；计及电网阻抗的影响，构建了多VSG并网系统的机械导纳模型；根据机械导纳模型建立系统的回路阻抗矩阵，利用模态分析法求解系统的模态导纳频谱，确定功频振荡的发生频率；最后评估系统中各VSG的灵敏度。本发明无需建立复杂的高阶传递函数即可确定系统的振荡频率，计算量小，并且能够提供系统的振荡影响范围以及系统各元件对振荡的参与度等信息，可为解决当前高渗透率新能源并网工程应用中出现的功频振荡问题提供重要的方法。

主权项：1.一种基于模态分析法的多虚拟同步发电机并网功频振荡评估方法，其特征在于，所述方法的具体步骤如下：步骤S1:采用类比法构建虚拟同步发电机VSG有功-频率控制环路的等效二端网络；步骤S2:计及电网阻抗的影响，构建多VSG并网系统的机械导纳模型；步骤S3:以所述步骤S2中构建的多VSG并网系统的机械导纳模型为基础建立系统的回路阻抗矩阵ZI＝E，其中，Z为回路阻抗矩阵，I为回路电流矩阵，E为回路电压矩阵；采用模态分析法对所述回路阻抗矩阵Z进行特征值分解，Z＝LΛT，得到特征值矩阵Λ、左特征向量矩阵L、右特征向量矩阵T，且有L＝T—1；其中，L＝[l1,…,lk,…]，lk表示左特征向量矩阵L的第k列元素，T＝[t1,…,tk,…]T，tk是右特征向量矩阵T的第k行元素，Λ＝diagλ1,…,λk,…为对角特征矩阵，λk表示对角特征矩阵Λ中的第k个特征值；采用k次振荡模态表征系统的功频振荡特性，k次振荡模态导纳为yk＝1λk；计算待考察系统振荡频率范围内的系统振荡模态导纳，得到系统的模态导纳频谱，假设待考察系统的振荡频率范围为[f1,f2],步长为Δf，首先构建频率为f1时的系统回路阻抗矩阵，得到频率为f1时的系统振荡模态；改变频率f1为f1＝f2+Δf，直至f2≤f1，绘制频率在[f1,f2]范围内的系统振荡模态导纳，得到系统的模态导纳频谱；步骤S4:评估系统不同元件在各振荡模态下的电气参数灵敏度，即以步骤S3中获取的模态导纳频谱曲线为基础，求取出各模态尖峰处的频率，即为系统的振荡频率，然后计算出各模态振荡频率下系统中各元件的灵敏度，即可获知系统中不同元件对该振荡模态得参与度。

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