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申请/专利权人：东北电力大学

摘要：本发明公开了一种D‑Q电网络全阶模型构建方法，从RLC电路属性出发建立了dq旋转坐标系下电网络元件动态模型，通过代数图论对电网络进行数学模型构建，即建立dq旋转坐标系下包含耦合项、微分项及同轴代数项的D‑Q电网络全阶模型，为电力系统潮流计算、动态数值仿真等问题的分析提供了新的思路和参考。

主权项：1.一种D-Q电网络全阶模型构建方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、从RLC电路属性出发，针对三相对称电网络建立其D-Q电网络元件动态模型；步骤2、针对网络拓扑结构以及网络元件特点，确定节点-支路关联矩阵；步骤3、推导基于dq坐标系的基尔霍夫定律；步骤4、通过代数图论刻画网络拓扑结构并联立D-Q电网络元件模型电压、电流接口，进行网络的集成与化简，建立D-Q电网络全阶模型；步骤1具体过程为：通过abcdq0消除旋转量的影响，将abc三相瞬时值映射到d轴、q轴和0轴上，建立D-Q电网络元件动态模型；所述建立D-Q电网络元件动态模型的具体过程为：对于三相对称电网络中的元件串联部分定义为支路，将所有支路都等效为含有变压器的形式，当支路不含变压器时变比kij＝1，当含有变压器时变比kij即为其真实变比，D-Q电网络支路动态模型如下所示： 其中，kij为变压器变比，rij为归算到低压侧的电阻，lij为归算到低压侧的电感，fij1d为高压侧电流的d轴分量，fij1q为高压侧电流的q轴分量，Uijd为节点i、j电压降落的d轴分量，Uijq为节点i、j电压降落的q轴分量；由公式6可得D-Q电网络支路动态模型的矩阵表达形式为： 其中，Ud、Uq、Fd、Fq是由Uijd、Uijq、fij1d、fij1q组成的列矩阵，R、L、X、K分别由rij、lij、xij、kij为对角元素组成对角阵xij＝ωlij，ω为系统角频率；在三相对称电网络中将对地并联部分定义为对地支路，对地支路包括源荷模型、对地电容模型、对地导电模型，对于源荷模型将其等效为恒功率源和恒功率负荷来处理，源荷模型的表达式为： 其中，Iisd为节点i对应源荷模型注入电流的d轴分量，Iisq为节点i对应源荷模型注入电流的q轴分量，Vid为节点电压Viabc对应的d轴分量，Viq分别为节点电压Viabc对应的q轴分量；源荷模型的矩阵表达形式： 其中，.*和.分别为点乘和点除符号，P、Q、Vd、Vq、Isd、Isq分别是由Pi、Qi、Vid、Viq、Iisd、Iisq组成的列矩阵；线路采用π型等值模型，对地等效电容、等效电导数学动态模型表示如下所示： 其中，gi、ci为节点i对应的对地等效电容和对地等效电导，Iicd，Iicq分别为节点i等效电容电导对应的电流的d轴和q轴分量；由式10、11所示可得其矩阵表达式如下所示： 其中，C、G是由gi、ci为对角元素组成的对角阵，Icd,Icq，Igd,Igq为分别由Iicd，Iicq，Iigd,Iigq组成的列矩阵；步骤3具体过程为：在支路部分中，Uabc、Iabc分别为由支路电压降落Uijabc和支路电流Iiabc组成的列矩阵，Vabc为由节点对地电压Viabc组成的维度为n的列矩阵，具体表示为：Uabc＝BmTVabc24Iabc＝Bmfabc25其中： 其中：将代入式26可得： 可推得dq旋转坐标系下支路KVL方程的矩阵形式：Udqo＝BmTVdq029 同理由式25可得：Idqo＝BmFdqo31 Id为节点注入电流Iabc的d轴分量，Iq为节点注入电流Iabc的q轴分量；在地支路模型中，Iiabc＝Iisabc-Iigabc-Iicabc33式33在dq旋转坐标系下可写作：Pk-1Iidq0＝Pk-1Iisdq0-Pk-1Iigdq0-Pk-1Iicdq034式34等号两边同乘以Pk得：Iidq0＝Iisdq0-Iigdq0-Iicdq035可得dq旋转坐标系下对地支路KCL方程的矩阵形式：Idqo＝Isdqo-Igdqo-Icdqo36 步骤4所述D-Q电网络全阶模型为：

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