CN111082454B - 一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法及系统 - Google Patents

一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法及系统，属于电力系统建模技术领域。本发明方法，包括：以接入双馈风机的电力系统为目标对象，获取双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性；根据电力系统的等效开环频率特性确定双馈风机开环运行状态下的等效开环频率特性；根据双馈风机的等效开环频率特性，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程；根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标。本发明可以提前预知双馈风机并网闭环系统多控制回路间交互作用风险和系统振荡风险的功能，可以直接应用于电力系统在线分析平台，具有重要的工程应用价值。

Description

一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统建模技术领域，并且更具体地，涉及一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法及系统。
背景技术
以风力和光伏发电为代表的新能源发电在电力系统中得到大规模的广泛应用。随着新能源机组等电力电子型电源比例不断提高，由电力电子装备、传统装备、网络三者复杂交互作用引发的宽频振荡问题日益凸显。研究新能源宽频振荡分析方法，对于有效解决已有的振荡问题，保证含高比例新能源电力系统的安全稳定运行，具有重要的理论意义和实用价值。
目前，对双馈风机并网宽频振荡问题已有大量研究，主要有模式分析方法和阻抗分析方法。但目前方法大多相对复杂，或者无法进行定量分析，对双馈风机并网宽频振荡风险量化分析方法的研究相对较少。研究简单有效的双馈风机并网宽频振荡风险量化分析方法，具有重要的理论实践价值。因此，为实现对新能源并网宽频振荡风险进行简单有效的定量分析，需要一种新能源并网宽频振荡风险量化分析方法。
发明内容
针对上述问题本发明提出了一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法，包括：
以接入双馈风机的电力系统为目标对象，获取双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性；
根据电力系统的等效开环频率特性确定双馈风机开环运行状态下的等效开环频率特性；
根据双馈风机的等效开环频率特性，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程；
根据双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路间的交互作用风险因子，根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标。
可选的，方法还包括：
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标振荡风险量化指标大于等于1时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险大；
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标等于0时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险小。
可选的，双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性，满足如下条件：
Figure BDA0002319895740000021
ΔU为电力系统与风机相连接的公共连接点(point of common coupling，PCC)点电压向量，并且ΔI为电力系统与风机相连接的PCC点电流向量；
ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量。
可选的，双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程为：
Figure BDA0002319895740000022
其中，i＝1或2，j＝1或2；
ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure BDA0002319895740000031
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure BDA0002319895740000032
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure BDA0002319895740000033
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure BDA0002319895740000034
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下电力系统等效开环频率特性矩阵。
可选的，根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，具体为：
通过下述公式获取所述交互作用风险因子：
Figure BDA0002319895740000035
根据公式(3)确定，双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，公式如下：
Ψ＝max{Ψij} (4)
其中，
交互作用风险因子Ψij表征了由新能源场站控制变量ΔIi到输出变量ΔUj的控制回路与系统间的交互作用程度，振荡风险量化指标Ψ表征了新能源场站与系统间的交互作用程度，用于指示系统发生宽频振荡的风险大小；
i＝1或2，j＝1或2，ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure BDA0002319895740000036
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure BDA0002319895740000037
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure BDA0002319895740000041
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure BDA0002319895740000042
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下交流系统等效开环频率特性矩阵；
gwji为双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行第i列元素；
jω为复参变量s的虚部，其中j表示虚数单位，ω＝2πf表示转速，f表示频率，公式(3)中的元素均为关于jω的函数；
Figure BDA0002319895740000043
表示关于ω的函数的最小上界。
本发明还提出了一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的系统，包括：
第一参数获取模块，以接入双馈风机的电力系统为目标对象，获取双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性；
第二参数获取模块，根据电力系统的等效开环频率特性确定双馈风机开环运行状态下的等效开环频率特性；
等效模块，根据双馈风机的等效开环频率特性，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程；
分析模块，根据双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路间的交互作用风险因子，根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标。
可选的，分析模块还用于：
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标振荡风险量化指标大于等于1时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险大；
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标等于0时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险小。
可选的，双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性，满足如下条件：
Figure BDA0002319895740000051
ΔU为电力系统与风机相连接的公共连接点(point of common coupling，PCC)电压向量，并且ΔI为电力系统与风机相连接的PCC点电流向量。
可选的，双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程为：
Figure BDA0002319895740000052
其中，i＝1或2，j＝1或2；
ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure BDA0002319895740000053
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure BDA0002319895740000054
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure BDA0002319895740000055
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure BDA0002319895740000056
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下电力系统等效开环频率特性矩阵。
可选的，根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，具体为：
通过下述公式获取所述交互作用风险因子：
Figure BDA0002319895740000061
根据公式(7)确定，双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，公式如下：
Ψ＝max{Ψij}； (8)
其中，
交互作用风险因子Ψij表征了由新能源场站控制变量ΔIi到输出变量ΔUj的控制回路与系统间的交互作用程度，振荡风险量化指标Ψ表征了新能源场站与系统间的交互作用程度，用于指示系统发生宽频振荡的风险大小；
i＝1或2，j＝1或2，ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure BDA0002319895740000062
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure BDA0002319895740000063
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure BDA0002319895740000064
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure BDA0002319895740000065
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下交流系统等效开环频率特性矩阵；
gwji为双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行第i列元素；
jω为复参变量s的虚部，其中j表示虚数单位，ω＝2πf表示转速，f表示频率，公式(7)中的元素均为关于jω的函数；
Figure BDA0002319895740000066
表示关于ω的函数的最小上界。
本发明可以提前预知双馈风机并网闭环系统多控制回路间交互作用风险和系统振荡风险的功能，可以直接应用于电力系统在线分析平台，具有重要的工程应用价值，对双馈风机并网系统安全稳定运行具有重要的指导意义。
附图说明
图1为本发明一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法流程图；
图2为本发明一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法实施例两机系统模型图；
图3为本发明一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法风险量化指标图；
图4为本发明一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法风机定子电压电流时域仿真波形图；
图5为本发明一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法系统风机定子电流频谱图；
图6为本发明一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的系统结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
本发明提出了一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法，如图1所示，包括：
以接入双馈风机的电力系统为目标对象，获取双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性；
根据电力系统的等效开环频率特性确定双馈风机开环运行状态下的等效开环频率特性；
根据双馈风机的等效开环频率特性，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程；
根据双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路间的交互作用风险因子，根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标。
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标振荡风险量化指标大于等于1时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险大；
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标等于0时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险小。
双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性，满足如下条件：
Figure BDA0002319895740000081
ΔU为电力系统与风机相连接的PCC点电压向量，并且ΔI为电力系统与风机相连接的PCC点电流向量。
双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程为：
Figure BDA0002319895740000082
其中，i＝1或2，j＝1或2；
ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure BDA0002319895740000091
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure BDA0002319895740000092
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure BDA0002319895740000093
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure BDA0002319895740000094
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下电力系统等效开环频率特性矩阵。
根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，具体为：
通过下述公式获取所述交互作用风险因子：
Figure BDA0002319895740000095
根据公式(3)确定，双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，公式如下：
Ψ＝max{Ψij}；
其中，
交互作用风险因子Ψij表征了由新能源场站控制变量ΔIi到输出变量ΔUj的控制回路与系统间的交互作用程度，振荡风险量化指标Ψ表征了新能源场站与系统间的交互作用程度，用于指示系统发生宽频振荡的风险大小；
i＝1或2，j＝1或2，ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure BDA0002319895740000096
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure BDA0002319895740000097
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure BDA0002319895740000101
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure BDA0002319895740000102
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下交流系统等效开环频率特性矩阵；
gwji为双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行第i列元素；
jω为复参变量s的虚部，其中j表示虚数单位，ω＝2πf表示转速，f表示频率，公式(3)中的元素均为关于jω的函数；
Figure BDA0002319895740000103
表示关于ω的函数的最小上界。
本发明以图2所示的系统为例对本发明进一步的详细说明；
利用电磁暂态软件平台搭建如图2仿真系统，调节系统工作状态，在当前工作状态下的振荡风险进行量化分析。
具体步骤如下：
步骤1：以接入双馈风机的电力系统为目标对象，获取双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性；
步骤2：根据电力系统的等效开环频率特性确定双馈风机开环运行状态下的等效开环频率特性；
步骤3：根据双馈风机的等效开环频率特性，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程；
步骤4：根据双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路间的交互作用风险因子，根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标，计算结果如图3所示。
系统控制回路之间的交互作用风险因子和系统全局振荡风险量化指标的特性如下：
1)Ψ≥1时，表明系统宽频振荡风险高，需要采取措施；
2)Ψ＝0时，表明系统发生宽频振荡风险小，系统稳定，不需要采取措施；；
3)0＜Ψ＜1时，表明系统存在宽频振荡风险，且数值越大系统发生振荡的风险越高。
系统控制回路之间的交互作用风险因子和系统全局振荡风险量化指标的特性表明，如图3所示，当前工作状态下，闭环系统各个回路交互因子在f＝[16,21]Hz的范围内大于1，其中以回路4与其他回路间的交互作用最为严重，系统振荡风险量化因子大于1。
指标计算结果表明各回路之间在f＝[29,34]Hz频率范围存在负交互作用，系统在该频率范围内发生振荡。
为了验证量化指标的分析结论，对当前工作状态下的系统进行时域仿真，得到系统DFIG定子电压电流波形图如图4所示，定子电流频谱如图5所示。时域仿真结果表明当前工作状态下系统发生次同步振荡，振荡频率为35Hz，振荡特性和振荡风险与图3计算结果一致。
本发明还提出了一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的系统200，如图6所示，包括：
第一参数获取模块201，以接入双馈风机的电力系统为目标对象，获取双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性；
第二参数获取模块202，根据电力系统的等效开环频率特性确定双馈风机开环运行状态下的等效开环频率特性；
等效模块203，根据双馈风机的等效开环频率特性，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程；
分析模块204，根据双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路间的交互作用风险因子，根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标；
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标振荡风险量化指标大于等于0.8时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险大，；
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标小于0.8时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险较小。或
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标振荡风险量化指标大于或等于0.8时，确定接入双馈风机的电力系统处于失稳状态；
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标小于0.8时，确定接入双馈风机的电力系统处于稳定状态。
双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性，满足如下条件：
ΔU＝[ΔU1 ΔU2]T
ΔI＝[ΔI1 ΔI2]T
ΔU为电力系统与风机相连接的PCC点电压向量，并且ΔI为电力系统与风机相连接的PCC点电流向量。
双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程为：
Figure BDA0002319895740000121
其中，i＝1或2，j＝1或2；
ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure BDA0002319895740000122
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure BDA0002319895740000123
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure BDA0002319895740000124
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure BDA0002319895740000131
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下电力系统等效开环频率特性矩阵。
根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，具体为：
通过下述公式获取所述交互作用风险因子：
Figure BDA0002319895740000132
根据公式(3)确定，双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，公式如下：
Ψ＝max{Ψij}；
其中，
交互作用风险因子Ψij表征了由新能源场站控制变量ΔIi到输出变量ΔUj的控制回路与系统间的交互作用程度，振荡风险量化指标Ψ表征了新能源场站与系统间的交互作用程度，用于指示系统发生宽频振荡的风险大小；
i＝1或2，j＝1或2，ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure BDA0002319895740000133
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure BDA0002319895740000134
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure BDA0002319895740000135
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure BDA0002319895740000136
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下交流系统等效开环频率特性矩阵；
gwji为双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行第i列元素；
jω为复参变量s的虚部，其中j表示虚数单位，ω＝2πf表示转速，f表示频率，公式(3)中的元素均为关于jω的函数；
Figure BDA0002319895740000141
表示关于ω的函数的最小上界。
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、系统、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(系统)、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)

1.一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的方法，所述方法包括：
以接入双馈风机的电力系统为目标对象，获取双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性；
根据电力系统的等效开环频率特性确定双馈风机开环运行状态下的等效开环频率特性；
根据双馈风机的等效开环频率特性，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程；
根据双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路间的交互作用风险因子，根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标；
所述根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，具体为：
通过下述公式获取所述交互作用风险因子：
Figure FDA0003672835700000011
计算双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，公式如下：
Ψ＝max{Ψij}(4)
其中，
交互作用风险因子Ψij表征了由新能源场站控制变量ΔIi到输出变量ΔUj的控制回路与系统间的交互作用程度，振荡风险量化指标Ψ表征了新能源场站与系统间的交互作用程度，用于指示系统发生宽频振荡的风险大小；
i＝1或2，j＝1或2，ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure FDA0003672835700000012
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure FDA0003672835700000021
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure FDA0003672835700000022
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure FDA0003672835700000023
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下交流系统等效开环频率特性矩阵；
gwji为双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行第i列元素；
jω为复参变量s的虚部，其中j表示虚数单位，ω＝2πf表示转速，f表示频率，公式(3)中的元素均为关于jω的函数；
Figure FDA0003672835700000024
表示关于ω的函数的最小上界。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标大于等于1时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险大；
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标等于0时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险小。
3.根据权利要求1所述的方法，所述双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性，满足如下条件：
Figure FDA0003672835700000025
ΔU为电力系统与风机相连接的公共连接点电压向量，ΔI为电力系统与风机相连接的公共连接点电流向量，ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量。
4.根据权利要求1所述的方法，所述双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程为：
Figure FDA0003672835700000031
其中，i＝1或2，j＝1或2；
ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure FDA0003672835700000032
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure FDA0003672835700000033
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure FDA0003672835700000034
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure FDA0003672835700000035
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下电力系统等效开环频率特性矩阵。
5.一种用于获取电力系统的振荡风险量化指标的系统，所述系统包括：
第一参数获取模块，以接入双馈风机的电力系统为目标对象，获取双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性；
第二参数获取模块，根据电力系统的等效开环频率特性确定双馈风机开环运行状态下的等效开环频率特性；
等效模块，根据双馈风机的等效开环频率特性，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程；
分析模块，根据双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程，确定双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路间的交互作用风险因子，根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标；
所述根据交互作用风险因子确定双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，具体为：
通过下述公式获取所述交互作用风险因子：
Figure FDA0003672835700000041
计算双馈风机在闭环状态下电力系统的振荡风险量化指标，公式如下：
Ψ＝max{Ψij}(8)
其中，
交互作用风险因子Ψij表征了由新能源场站控制变量ΔIi到输出变量ΔUj的控制回路与系统间的交互作用程度，振荡风险量化指标Ψ表征了新能源场站与系统间的交互作用程度，用于指示系统发生宽频振荡的风险大小；
i＝1或2，j＝1或2，ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure FDA0003672835700000042
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure FDA0003672835700000043
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure FDA0003672835700000044
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure FDA0003672835700000045
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下交流系统等效开环频率特性矩阵；
gwji为双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行第i列元素；
jω为复参变量s的虚部，其中j表示虚数单位，ω＝2πf表示转速，f表示频率，公式(7)中的元素均为关于jω的函数；
Figure FDA0003672835700000046
表示关于ω的函数的最小上界。
6.根据权利要求5所述的系统，所述分析模块还用于：
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标大于等于1时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险大；
当双馈风机在闭环运行状态下的电力系统振荡风险量化指标等于0时，确定接入双馈风机的电力系统发生宽频振荡风险小。
7.根据权利要求5所述的系统，所述双馈风机在开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性，满足如下条件：
Figure FDA0003672835700000051
ΔU为电力系统与风机相连接的公共连接点电压向量，ΔI为电力系统与风机相连接的公共连接点电流向量，ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量。
8.根据权利要求5所述的系统，所述双馈风机在闭环运行状态下电力系统的控制回路的等效开环过程方程为：
Figure FDA0003672835700000052
其中，i＝1或2，j＝1或2；
ΔU1和ΔI1分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在d轴的分量，ΔU2和ΔI2分别为电压向量ΔU和电流向量ΔI在q轴的分量；
gij为Gsys中的第i行第j列的元素；
Figure FDA0003672835700000053
为去除Gsys中gij后的第i行向量；
Figure FDA0003672835700000054
表示去除双馈风机开环运行状态下双馈风机的等效开环频率特性Gw第j行和第i列后所得的矩阵；
I为预定维数的单位阵；
Figure FDA0003672835700000055
为去除双馈风机开环运行状态下电力系统的等效开环频率特性Gsys第i行和第j列后所得的矩阵；
Figure FDA0003672835700000056
为去除Gsys中gij后的第j列向量；
Gsys为双馈风机开环运行状态下电力系统等效开环频率特性矩阵。
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基于两输入/输出闭环传函的PMSG网侧变流器次同步频率分量响应特性分析;李景一 等;《电网技术》;20180727;第42卷(第12期);第3910-3919页 *

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