CN112381671B - 一种新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法及装置，所述方法包括：获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗；获得所述电力系统的阻抗特性带，并获得所述新能源场站的阻抗特性带；锁定潜在宽频振荡风险的频率范围；遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比；根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险。所述装置用于执行上述方法。本发明实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法及装置，能够提高宽频振荡风险评估的效率和准确性。

Description

一种新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，具体涉及一种新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法及装置。
背景技术
新能源场站接入电力系统后可能会发生宽频振荡现象，为了避免新能源场站接入电力系统后发生宽频振荡现象，电网公司要求新能源场站在并网前需要进行宽频振荡风险评估。
现有技术中，评估新能源场站并网时是否会发生宽频振荡风险的方法包括模态分析法和阻抗分析法。模态分析法需要建立新能源场站并网电力系统的状态矩阵，通过判断状态矩阵特征根是否位于复平面的右半部分来确定系统是否存在宽频振荡风险；若特征根位于复平面右半部分，则认为系统将会发生宽频振荡；若特征根位于复平面左半部分，则认为系统是稳定的。但是，实际中电网公司很难获得新能源机组的运行参数，建立新能源场站并网系统的状态矩阵十分困难。阻抗分析法可以通过阻抗扫频的方式获得新能源场站和电力系统的阻抗特性曲线，再通过奈奎斯特稳定判据判断新能源场站并网系统是否会发生宽频振荡。但是，新能源场站和电力系统的运行方式复杂多变，每种工况下均通过阻抗特性伯德图判断宽频振荡风险十分耗时耗力。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明实施例提供一种新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法及装置，能够至少部分地解决现有技术中存在的问题。
一方面，本发明提出一种新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法，包括：
对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗；
基于所述各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得所述电力系统的阻抗特性带，并基于所述各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得所述新能源场站的阻抗特性带；
若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则，则锁定潜在宽频振荡风险的频率范围；
遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比；
根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险。
另一方面，本发明提供一种新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置，包括：
阻抗分析单元，用于对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗；
获得单元，用于基于所述各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得所述电力系统的阻抗特性带，并基于所述各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得所述新能源场站的阻抗特性带；
锁定单元，用于在判断获知所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则之后，锁定潜在宽频振荡风险的频率范围；
遍历单元，用于遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比；
评估单元，用于根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险。
再一方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任一实施例所述新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的步骤。
又一方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例所述新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的步骤。
本发明实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法及装置，对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，基于各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得电力系统的阻抗特性带，并基于各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得新能源场站的阻抗特性带，在判断获知新能源场站的阻抗特性带和电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则之后，锁定潜在宽频振荡风险的频率范围，遍历潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述新能源场站的并网阻抗和每种第二工况下所述电力系统的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比，根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险，能够提高新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估的效率和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的流程示意图。
图2是本发明另一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的流程示意图。
图3是本发明一实施例提供的新能源场站经特高压交直流接入电力系统中发电机的频域阻抗结构图。
图4是本发明一实施例提供的新能源场站经特高压交直流接入电力系统中PI输电线路的频域阻抗结构图。
图5是本发明一实施例提供的新能源场站经特高压交直流接入电力系统中串补输电线路的频域阻抗结构图。
图6是本发明一实施例提供的新能源场站经特高压交直流接入电力系统中双绕组变压器的频域阻抗结构图。
图7是本发明一实施例提供的新能源场站经特高压交直流接入电力系统中三绕组变压器的频域阻抗结构图。
图8是本发明又一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的流程示意图。
图9是本发明再一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的流程示意图。
图10是本发明一实施例提供的新能源场站并网电力系统等效RLC谐振电路的示意图。
图11是本发明一实施例提供的某种组合工况下的系统阻抗的实部和虚部随频率变化的示意图。
图12是本发明一实施例提供的双馈风电场经特高压交直流接入电力系统的结构示意图。
图13是本发明一实施例提供的双馈风电场并网电力系统宽频振荡风险评估方法的流程示意图。
图14是本发明一实施例提供的双馈风电场的的阻抗特性带和电力系统的阻抗特性带的示意图。
图15是本发明一实施例提供的多种工况下的新能源场站并网电力系统的时域仿真图。
图16是本发明一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置的结构示意图。
图17是本发明另一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置的结构示意图。
图18是本发明再一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置的结构示意图。
图19是本发明又一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置的结构示意图。
图20是本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
图1是本发明一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的流程示意图，如图1所示，本发明实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法，包括：
S101、对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗；
具体地，对于电力系统，可以在各种第一工况下对电力系统中的各个设备进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，所述电力系统的并网阻抗是关于频率的函数，每个频率对应一个阻抗值。对于新能源场站，可以在各种第二工况下对新能源场站的各个设备进行阻抗分析，可以获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，所述新能源场站的并网阻抗是关于频率的函数，每个频率对应一个阻抗值。其中，所述第一工况和所述第二工况根据实际需要进行设置，本发明实施例不做限定。本发明实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的执行主体包括但不限于计算机。
S102、基于所述各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得所述电力系统的阻抗特性带，并基于所述各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得所述新能源场站的阻抗特性带；
具体地，根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，可以绘制出每种第一工况下的所述电力系统的阻抗幅频特性曲线和相频特性曲线，各种第一工况下的所述电力系统的阻抗幅频特性曲线形成的包络线组成的区域以及相频特性曲线形成的包络线组成的区域，成为所述电力系统的阻抗特性带。根据每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，可以绘制出每种第二工况下的所述新能源场站的阻抗幅频特性曲线和相频特性曲线，各种第二工况下的所述新能源场站的阻抗幅频特性曲线形成的包络线组成的区域以及相频特性曲线形成的包络线组成的区域，成为所述新能源场站的阻抗特性带。
S103、若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则，则锁定潜在宽频振荡风险的频率范围；
具体地，在获得所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带之后，根据所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带，获得所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带的相交区域，如果上述相交区域满足潜在宽频振荡风险规则，那么可以锁定潜在宽频振荡风险的频率范围。其中，所述潜在宽频振荡风险规则是预设的。
S104、遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比；
具体地，根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，可以计算出每种组合工况下新能源场站并网电力系统的系统阻抗，对于所述潜在宽频振荡风险的频率范围内的每个频率，根据每种组合工况下新能源场站并网电力系统的系统阻抗，可以计算获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比。其中，所述组合工况包括一种第一工况和一种第二工况。
例如，电力系统A有2种第一工况，新能源场站B有3中第二工况，那么新能源场站B接入电力系统A之后，获得的新能源场站并网电力系统C存在6种组合工况。计算每种第一工况下电力系统A的并网阻抗与每种第二工况下新能源场站B的并网阻抗之和，可以获得每种组合工况下新能源场站并网电力系统C的系统阻抗。
S105、根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险。
具体地，根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，可以筛选新能源场站并网之后存在宽频振荡风险的运行方式，从而对新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险进行评估，可以输出评估结果，通过评估结果可以获知在各种组合工况下新能源场站并网电力系统是否存在宽频震荡风险。
本发明实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法，对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，基于各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得电力系统的阻抗特性带，并基于各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得新能源场站的阻抗特性带，在判断获知新能源场站的阻抗特性带和电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则之后，锁定潜在宽频振荡风险的频率范围，遍历潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述新能源场站的并网阻抗和每种第二工况下所述电力系统的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比，根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险，能够提高新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估的效率和准确性。
图2是本发明另一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的流程示意图，如图2所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，所述对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗包括：
S201、根据所述第一工况下所述电力系统中各个设备的自导纳和互导纳，建立所述电力系的频域节点导纳矩阵；
具体地，所述电力系统可以包括柔性输电设备、高压直流输电设备、输电线路、发电机、变压器等设备。对于每种第一工况，可以根据所述第一工况下所述电力系统中各个设备的自导纳和互导纳，建立所述电力系的频域节点导纳矩阵。
例如，对于电力系统中的柔性输电设备、高压直流输电设备，通过对其电磁仿真模型进行阻抗扫描获得其阻抗，对于电力系统中的输电线路、发电机和变压器，可以根据电气参数，计算各自的频域阻抗。
在计算电力系统的并网阻抗的过程中，如图3所示，将发电机视为单节点元件，频域节点导纳矩阵中发电机可以等效成i节点的自导纳为：
其中，Xgen为发电机的暂态电抗，s为拉普拉斯算子。
如图4所示，将PI输电线路视为双节点元件，频域节点导纳矩阵中与PI输电线路相关节点的自导纳为：
频域节点导纳矩阵中与PI输电线路相关节点的自导纳为：
其中，Cl为PI输电线路电容，Rl为PI输电线路电阻，Ll为PI输电线路电感，s为拉普拉斯算子。
如图5所示，将串补输电线路视为双节点元件，频域节点导纳矩阵中与串补输电线路相关节点的自导纳为：
频域节点导纳矩阵中与串补输电线路相关节点的互导纳为：
其中，Rsc为串补线路电阻，Lsc为串补线路电感，Csc为串补线路电容，s为拉普拉斯算子。
如图6所示，将双绕组变压器视为三节点元件，频域节点导纳矩阵中与双绕组变压器相关节点的自导纳为：
频域节点导纳矩阵中与双绕组变压器相关节点的互导纳为：
其中，Rt1为变压器原边电阻，Lt1为变压器原边电感，Rt2为变压器副边电阻，Lt2为变压器副边电感，Rtm为变压器励磁电阻，Ltm为变压器励磁电感，s为拉普拉斯算子。
如图7所示，将三绕组变压器为四节点元件，频域节点导纳矩阵中与三绕组变压器相关节点的自导纳为：
频域节点导纳矩阵中与三绕组变压器相关节点的互导纳为：
其中，Rt1为变压器高压侧电阻，Lt1为变压器高压侧电感，Rt2为变压器中压侧电阻，Lt2为变压器中压侧电感，Rt3为变压器低压侧电阻，Lt3为变压器低压侧电感，Rtm为变压器励磁电阻，Ltm为变压器励磁电感，s为拉普拉斯算子。
电力系统中其他电力电子设备视作单节点元件，它们的阻抗可以通过阻抗扫频方法获得，频域节点导纳矩阵中与这些元件相关节点的自导纳为：
其中，Zd(s)为通过阻抗扫频获得的电力电子设备阻抗，s为拉普拉斯算子。
根据电力系统中不同设备的自导纳和互导纳，可以形成电力系统的频域节点导纳矩阵Ysys(s)，对频域节点导纳矩阵求逆，可以获得电力系统的频域节点阻抗矩阵Zsys(s)。
S202、对所述电力系统的频域导纳矩阵进行求逆运算，获得所述电力系统的频域节点阻抗矩阵；
具体地，在获得所述电力系统的频域导纳矩阵之后，对所述电力系统的频域导纳矩阵求逆，获得所述频域导纳矩阵的逆矩阵，作为所述电力系统的频域节点阻抗矩阵。
S203、根据新能源场站的并网节点，从所述电力系统的频域节点阻抗矩阵中获得所述第一工况下所述电力系统的并网阻抗。
具体地，在获得所述电力系统的频域节点阻抗矩阵之后，根据所述新能源场站的并网节点，可以从所述电力系统的频域节点阻抗矩阵中获得所述第一工况下所述电力系统的并网阻抗。对于各种第一工况，重复上述过程，可以获得每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗。
例如，在所述第一工况下，所述电力系统的频域节点阻抗矩阵为Zsys(s)，如果新能源场站与电力系统的节点h并网，那么所述电力系统的频域节点阻抗矩阵Zsys(s)的节点h对应的对角元素Zsys-hh(s)便是从新能源场站向电力系统看去的所述电力系统的并网阻抗。
图8是本发明又一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的流程示意图，如图8所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，所述对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗包括：
S801、根据所述第二工况下所述新能源场站各台新能源机组的自导纳和输电线路的自导纳和互导纳，建立所述新能源场站的频域节点导纳矩阵；
具体地，所述新能源场站包括多台新能源机组和输电线路，基于新能源机组的阻抗特性和输电线路参数，可以构建新能源场站的频域节点阻抗矩阵。对于每种第二工况，可以根据所述第二工况下所述新能源场站各台新能源机组的自导纳和输电线路的自导纳和互导纳，建立所述新能源场站的频域节点导纳矩阵。
其中，所述新能源场站的阻抗特性，主要基于半实物仿真平台，将新能源机组换流器控制器接入电磁仿真模型，在新能源机组端口注入不同频率的电压扰动，测量新能源机组的输出电流，进而获得了不同第二工况下新能源机组的阻抗特性。
例如，将新能源机组视作单节点元件，频域节点导纳矩阵中与新能源机组相关节点的自导纳为：
其中，Zdfig(s)为通过阻抗扫描方式获得的新能源机组阻抗函数。
将输电线路视作为双节点元件，频域节点导纳矩阵中与输电线路相关节点的自导纳为：
频域节点导纳矩阵中与输电线路相关节点的互导纳为：
其中，Rsc为输电线路电阻，Lsc为输电线路电感，Csc为输电线路电容，s为拉普拉斯算子。
根据新能源机组和输电线路的自导纳和互导纳，可以构建新能源场站的频域节点导纳矩阵YDFIG(s)。
S802、对所述新能源场站的频域节点导纳矩阵进行求逆运算，获得所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵；
具体地，在获得所述新能源场站的频域节点导纳矩阵之后，对所述新能源场站的频域节点导纳矩阵求逆，获得所述新能源场站的频域节点导纳矩阵的逆矩阵，作为所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵。
S803、根据所述新能源场站的并网节点，从所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵中获得所述第二工况下所述新能源场站的并网阻抗。
具体地，在获得所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵之后，根据所述新能源场站的并网节点，可以从所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵中获得所述第二工况下所述新能源场站的并网阻抗。对于各种第二工况，重复上述过程，可以获得每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗。
例如，所述第二工况下，所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵为ZDFIG(s)，如果新能源场站与电力系统的节点h并网，那么所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵ZDFIG(s)的节点h对应的对角元素ZDFIG-hh(s)便是从电力系统向新能源场站看去的所述新能源场站的并网阻抗。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带满足潜在宽频振荡风险规则，则锁定潜在宽频振荡风险的频率范围包括：
若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带的幅值与所述电力系统的阻抗特性带的幅值存在交点，且存在交点的幅值对应的频率范围内所述新能源场站的阻抗特性带的相角与所述电力系统的阻抗特性带的相角相差的角度大于预设角度，则将大于预设角度对应的频率范围作为潜在宽频振荡风险的频率范围。
具体地，通过对比所述新能源场站的阻抗特性带的幅值与所述电力系统的阻抗特性带的幅值，可以判断出所述新能源场站的阻抗特性带的幅值与所述电力系统的阻抗特性带的幅值是否存在交点，如果所述新能源场站的阻抗特性带的幅值与所述电力系统的阻抗特性带的幅值存在交点，那么可以确定存在交点的幅值对应的频率范围。在存在交点的幅值对应的频率范围内，计算相同频率下所述新能源场站的阻抗特性带的相角与所述电力系统的阻抗特性带的相角相差的角度，如果在存在交点的幅值对应的频率范围内存在一个频率对应的相角相差的角度大于预设角度，那么将大于预设角度对应的频率范围作为潜在宽频振荡风险的频率范围。其中，所述预设角度根据实际经验进行设置，例如设置为180度，本发明实施例不做限定。
例如，所述新能源场站的阻抗特性带的幅值与所述电力系统的阻抗特性带的幅值存在交点，存在交点的幅值对应的频率范围为11～13Hz和15～17Hz。在11～13Hz频率范围内，每个频率下所述新能源场站的阻抗特性带的相角与所述电力系统的阻抗特性带的相角相差的角度都小于等于所述预设角度，那么11～13Hz频率范围不是潜在宽频振荡风险的频率范围。在15～17Hz频率范围内，当频率为16Hz时，所述新能源场站的阻抗特性带的相角与所述电力系统的阻抗特性带的相角相差的角度大于所述预设角度，那么大于预设角度对应的频率范围为15～17Hz频率范围，15～17Hz频率范围作为潜在宽频振荡风险的频率范围。
图9是本发明再一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的流程示意图，如图9所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，所述遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述新能源场站的并网阻抗和每种第二工况下所述电力系统的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比包括：
S1041、根据每种第一工况下所述新能源场站的并网阻抗和每种第二工况下所述电力系统的并网阻抗，获得每种组合工况下的系统阻抗；
具体地，所述新能源场站并网电力系统的阻抗等于新能源场站的并网阻抗与电力系统的并网阻抗之和。由于电力系统可以工作在不同的第一工况，新能源场站可以工作在不同的第二工况，新能源场站接入电力系统之后构成的新能源场站并网电力系统工作在一种第一工况和一种第二工况下，一种第一工况和一种第二工况构成一种组合工况。可以根据每种第一工况下所述新能源场站的并网阻抗和每种第二工况下所述电力系统的并网阻抗，获得每种组合工况下所述新能源场站并网电力系统的阻抗，即每种组合工况下的系统阻抗。
S1042、根据每种组合工况下的系统阻抗确定阻抗虚部过零点，并获取过零点前的电抗、过零点后的电抗和电阻；
具体地，每种组合工况下的系统阻抗为频率的函数，每个频率对应一个系统阻抗，该系统阻抗为复数，当系统阻抗的虚部为零时，获得阻抗虚部过零点，虚部为零的阻抗对应的一个频率，在本发明实施例中称为过零频率，获取一个小于过零频率的频率f1，频率f1对应的系统阻抗的虚部作为过零点前的电抗，获取一个大于过零频率的频率f2，频率f2对应的系统阻抗的虚部作为过零点后的电抗，并将频率f2对应的系统阻抗的实部作为过零点后的电阻。
S1043、根据所述过零点前的电抗、所述过零点后的电抗、所述过零点后的电阻以及预设阻尼比计算公式，计算获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比。
具体地，在获得所述过零点前的电抗、所述过零点后的电抗、所述过零点后的电阻之后，将所述过零点前的电抗、所述过零点后的电抗、所述过零点后的电阻带入到预设阻尼比计算公式中，可以计算获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比。
其中，系统阻抗的虚部为零时，可以将新能源场站并网电力系统等效成RLC谐振电路，如图10所示。新能源场站并网电力系统等效RLC谐振电路的振荡模式的阻尼比为：
其中，δ为振荡模式的阻尼比，R为等效电阻，L为等效电感，C为等效电容。
由于可以根据新能源场站并网电力系统的阻抗虚部过零点前的电抗、过零点后的电抗和过零点后的电阻，计算振荡模式的阻尼比如下：
其中，Xc为过零点前的电抗，Xl为过零点后的电抗，Rl为过零点后的电阻，s为拉普拉斯算子。
因此，预设阻尼比计算公式为：
例如，图11是本发明一实施例提供的某种组合工况下的系统阻抗的实部和虚部随频率变化的示意图，如图11所示，系统阻抗的虚部于20Hz处经过零点，可以选择19Hz处系统电抗的虚部作为过零点前的电抗Xc，可以选择21Hz处系统电抗的虚部作为过零点后的电抗Xl，可以选择21Hz处系统电抗的实部作为过零点后的电阻Rl，再基于预设阻尼比计算公式，可以计算出某组合工况下的震荡模式的阻尼比。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险包括：
若判断获知任一组合工况下的震荡模式的阻尼比小于预设值，则输出所述新能源场站并网电力系统存在宽频振荡风险的提示信息。
具体地，在获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比之后，将每种组合工况下的震荡模式的阻尼比与预设值进行比较，如果有任何一种组合工况下的震荡模式的阻尼比小于所述预设值，说明所述新能源场站并网电力系统为负阻尼或弱阻尼，存在宽频振荡风险，那么输出所述新能源场站并网电力系统存在宽频振荡风险的提示信息。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险包括：
若判断获知每个组合工况下的震荡模式的阻尼比都大于等于预设值，则输出所述新能源场站并网电力系统不存在宽频振荡风险的提示信息。
具体地，在获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比之后，将每种组合工况下的震荡模式的阻尼比与预设值进行比较，如果有所有组合工况下的震荡模式的阻尼比都大于等于所述预设值，说明所述新能源场站并网电力系统不存在宽频振荡风险，那么输出所述新能源场站并网电力系统不存在宽频振荡风险的提示信息。
本发明实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法，针对新能源场站接入电力系统后可能发生宽频振荡的具体问题，基于新能源场站和电力系统的阻抗特性，集合阻抗分析法和模态分析法的优点，可以有效提高多工况下宽频振荡风险评估效率。
国内某地区大规模新能源场站将要经特高压交直流接入电网，下述实施例将以此应用场景为例说明本发明实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的实现过程。图12是本发明一实施例提供的双馈风电场经特高压交直流接入电力系统的结构示意图，如图12所示，图中G1～G3代表电力系统中火力发电机组，Bus1～Bus5代表电力系统中母线，T1～T6代表电力系统中变压器，HVDC代表电力系统中特高压直流输电系统。基于Rt-lab平台，搭建了某型号双馈风电机组半实物仿真模型和特高压直流输电系统电磁仿真模型。
图13是本发明一实施例提供的双馈风电场并网电力系统宽频振荡风险评估方法的流程示意图，如图13所示，本发明实施例提供的双馈风电场并网电力系统宽频振荡风险评估方法包括：
第一步、获得电力系统的阻抗特性带。对双馈风电场接入的电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下上述电力系统的并网阻抗，并基于各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得上述电力系统的阻抗特性带。
第二步、获得双馈风电场的阻抗特性带。对双馈风电场进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述双馈风电场的并网阻抗，并基于所述各种第二工况下所述双馈风电场的并网阻抗，获得所述双馈风电场的阻抗特性带。
第三步、判断阻抗特性带幅值是否存在交点。对比所述双馈风电场的阻抗特性带与上述电力系统的阻抗特性带，判断所述双馈风电场的阻抗特性带的幅值与上述电力系统的阻抗特性带的幅值是否存在交点，如果存在交点进入第四步。如果不存在交点进入第八步。
第四步、判断阻抗特性带相角是否相差180度。对于存在交点的幅值对应的频率范围，计算每个频率下所述双馈风电场的阻抗特性带的相角与上述电力系统的阻抗特性带的相角相差的角度θ，如果θ大于180度，那么判断出阻抗特性带相角相差大于180度，进入第五步。如果每个频率对应的θ都小于等于180度，那么判断出阻抗特性带相角相差小于等于180度，进入第八步。
第五步、获得震荡模式的阻尼比。遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下上述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述双馈风电场的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比
第六步、判断震荡模式的阻尼比是否小于0.05。将每种组合工况下的震荡模式的阻尼比分别与0.05比较，如果存在任何一个震荡模式的阻尼比小于0.05，进入第七步。如果所有的震荡模式的阻尼比大于等于0.05，那么进入第八步。
第七步、输出有宽频震荡风险的提示信息。
第八步、输出无宽频震荡风险的提示信息。
双馈风电场处于工况A，电力系统处于工况B。由双馈风电场的阻抗特性带和待接入电力系统的阻抗特性带形成伯德图，如图14所示。双馈风电场的阻抗幅频特性带与电力系统的阻抗幅频特性带相交于11～13Hz频率范围和15～17Hz频率范围。在11～13Hz频率范围内，双馈风电场的阻抗相频特性带与电力系统的阻抗相频特性带相差的相角均小于180°；在15～17Hz频率范围内，17Hz处，双馈风电场的阻抗相频特性带与电力系统的阻抗相频特性带相差相角最大达到181.1°，说明双馈风电场并网电力系统在17Hz存在宽频振荡风险，需要进一步计算震荡模式的阻尼比。经计算，该双馈风电场并网电力系统在组合工况下的震荡模式的阻尼比小于0.05，说明该双馈风电场并网电力系统为负阻尼或弱阻尼，存在宽频振荡风险。
为了验证本发明提出的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法的有效性，基于RT-lab平台搭建了双馈风电场经特高压交直流并网电力系统电磁仿真模型，如图15所示，选取四种工况下双馈风电机组机端电压波形，2s时双馈风电场送出线路中某230KV母线处发生三相短路故障，2.05s时故障消除，激发了双馈风电场的次同步振荡，振荡频率接近17Hz，证明了本发明所提出的宽频振荡评估方法的有效性。
本发明实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法结合阻抗分析法和模态分析法的优势，先通过阻抗分析法获得不同工况下新能源场站和电力系统的阻抗特性，根据新能源场站的阻抗特性带和电力系统的阻抗特性带的相交区域锁定可能发生宽频振荡风险的频率范围；基于新能源场站并网电力系统的阻抗特性，计算该频率范围内振荡模式的阻尼比，筛选存在宽频振荡风险的运行方式，实现对新能源并网电力系统的宽频振荡风险评估。即，先通过阻抗分析法定性判断多种工况下新能源场站并网电力系统可能发生宽频振荡的频率范围，再通过模态分析法计算多种工况下新能源场站并网系统振荡模式阻尼比定量判断是否会发生宽频振荡，快速而有效地判断多种工况下新能源场站并网后是否存在宽频振荡风险。
图16是本发明一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置的结构示意图，如图16所示，本发明实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置包括阻抗分析单元1610、获得单元1620、锁定单元1630、遍历单元1640和评估单元1650，其中：
阻抗分析单元1610用于对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗；获得单元1620用于基于所述各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得所述电力系统的阻抗特性带，并基于所述各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得所述新能源场站的阻抗特性带；锁定单元1630用于在判断获知所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则之后，锁定潜在宽频振荡风险的频率范围；遍历单元1640用于遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比；评估单元1650用于根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险。
具体地，对于电力系统，阻抗分析单元1610可以在各种第一工况下对电力系统中的各个设备进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，所述电力系统的并网阻抗是关于频率的函数，每个频率对应一个阻抗值。对于新能源场站，阻抗分析单元1610可以在各种第二工况下对新能源场站的各个设备进行阻抗分析，可以获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，所述新能源场站的并网阻抗是关于频率的函数，每个频率对应一个阻抗值。其中，所述第一工况和所述第二工况根据实际需要进行设置，本发明实施例不做限定。
获得单元1620根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，可以绘制出每种第一工况下的所述电力系统的阻抗幅频特性曲线和相频特性曲线，各种第一工况下的所述电力系统的阻抗幅频特性曲线形成的包络线组成的区域以及相频特性曲线形成的包络线组成的区域，成为所述电力系统的阻抗特性带。获得单元1620根据每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，可以绘制出每种第二工况下的所述新能源场站的阻抗幅频特性曲线和相频特性曲线，各种第二工况下的所述新能源场站的阻抗幅频特性曲线形成的包络线组成的区域以及相频特性曲线形成的包络线组成的区域，成为所述新能源场站的阻抗特性带。
在获得所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带之后，锁定单元1630根据所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带，获得所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带的相交区域，如果上述相交区域满足潜在宽频振荡风险规则，那么可以锁定潜在宽频振荡风险的频率范围。其中，所述潜在宽频振荡风险规则是预设的。
遍历单元1640根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，可以计算出每种组合工况下新能源场站并网电力系统的系统阻抗，对于所述潜在宽频振荡风险的频率范围内的每个频率，根据每种组合工况下新能源场站并网电力系统的系统阻抗，可以计算获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比。其中，所述组合工况包括一种第一工况和一种第二工况。
评估单元1650根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，可以筛选新能源场站并网之后存在宽频振荡风险的运行方式，从而对新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险进行评估，可以输出评估结果，通过评估结果可以获知在各种组合工况下新能源场站并网电力系统是否存在宽频震荡风险。
本发明实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置，对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，基于各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得电力系统的阻抗特性带，并基于各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得新能源场站的阻抗特性带，在判断获知新能源场站的阻抗特性带和电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则之后，锁定潜在宽频振荡风险的频率范围，遍历潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述新能源场站的并网阻抗和每种第二工况下所述电力系统的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比，根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险，能够提高新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估的效率和准确性。
图17是本发明另一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置的结构示意图，如图17所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，阻抗分析单元1610包括第一建立子单元1611、第一获得子单元1612和第二获得子单元1613，其中：
第一建立子单元1611用于根据所述第一工况下所述电力系统中各个设备的自导纳和互导纳，建立所述电力系的频域节点导纳矩阵；第一获得子单元1612用于对所述电力系统的频域导纳矩阵进行求逆运算，获得所述电力系统的频域节点阻抗矩阵；第二获得子单元1613用于根据新能源场站的并网节点，从所述电力系统的频域节点阻抗矩阵中获得所述第一工况下所述电力系统的并网阻抗。
具体地，所述电力系统可以包括柔性输电设备、高压直流输电设备、输电线路、发电机、变压器等设备。对于每种第一工况，第一建立子单元1611可以根据所述第一工况下所述电力系统中各个设备的自导纳和互导纳，建立所述电力系的频域节点导纳矩阵。
在获得所述电力系统的频域导纳矩阵之后，第一获得子单元1612对所述电力系统的频域导纳矩阵求逆，获得所述频域导纳矩阵的逆矩阵，作为所述电力系统的频域节点阻抗矩阵。
在获得所述电力系统的频域节点阻抗矩阵之后，第二获得子单元1613根据所述新能源场站的并网节点，可以从所述电力系统的频域节点阻抗矩阵中获得所述第一工况下所述电力系统的并网阻抗。对于各种第一工况，重复上述过程，可以获得每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗。
图18是本发明再一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置的结构示意图，如图18所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，阻抗分析单元1610包括第二建立子单元1614、第三获得子单元1615和第四获得子单元1616，其中：
第二建立子单元1614用于根据所述第二工况下所述新能源场站各台新能源机组的自导纳和输电线路的自导纳和互导纳，建立所述新能源场站的频域节点导纳矩阵；第三获得子单元1615用于对所述新能源场站的频域节点导纳矩阵进行求逆运算，获得所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵；第四获得子单元1616用于根据所述新能源场站的并网节点，从所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵中获得所述第二工况下所述新能源场站的并网阻抗。
具体地，所述新能源场站包括多台新能源机组和输电线路，基于新能源机组的阻抗特性和输电线路参数，可以构建新能源场站的频域节点阻抗矩阵。对于每种第二工况，第二建立子单元1614可以根据所述第二工况下所述新能源场站各台新能源机组的自导纳和输电线路的自导纳和互导纳，建立所述新能源场站的频域节点导纳矩阵。
在获得所述新能源场站的频域节点导纳矩阵之后，第三获得子单元1615对所述新能源场站的频域节点导纳矩阵求逆，获得所述新能源场站的频域节点导纳矩阵的逆矩阵，作为所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵。
在获得所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵之后，第四获得子单元1616根据所述新能源场站的并网节点，可以从所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵中获得所述第二工况下所述新能源场站的并网阻抗。对于各种第二工况，重复上述过程，可以获得每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗。
在上述各实施例的基础上，进一步地，锁定单元1630具体用于：
若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带的幅值与所述电力系统的阻抗特性带的幅值存在交点，且存在交点的幅值对应的频率范围内所述新能源场站的阻抗特性带的相角与所述电力系统的阻抗特性带的相角相差的角度大于预设角度，则将大于预设角度对应的频率范围作为潜在宽频振荡风险的频率范围。
具体地，锁定单元1630通过对比所述新能源场站的阻抗特性带的幅值与所述电力系统的阻抗特性带的幅值，可以判断出所述新能源场站的阻抗特性带的幅值与所述电力系统的阻抗特性带的幅值是否存在交点，如果所述新能源场站的阻抗特性带的幅值与所述电力系统的阻抗特性带的幅值存在交点，那么可以确定存在交点的幅值对应的频率范围。在存在交点的幅值对应的频率范围内，锁定单元1630计算相同频率下所述新能源场站的阻抗特性带的相角与所述电力系统的阻抗特性带的相角相差的角度，如果在存在交点的幅值对应的频率范围内存在一个频率对应的相角相差的角度大于预设角度，那么将大于预设角度对应的频率范围作为潜在宽频振荡风险的频率范围。其中，所述预设角度根据实际经验进行设置，例如设置为180度，本发明实施例不做限定。
图19是本发明又一实施例提供的新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置的结构示意图，如图19所示，在上述各实施例的基础上，进一步地，遍历单元1640包括第五获得子单元1641、第六获得子单元1642和计算子单元1643，其中：
第五获得子单元1641用于根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的系统阻抗；第六获得子单元1642用于根据每种组合工况下的系统阻抗确定系统阻抗虚部过零点，并获取过零点前的系统阻抗值、过零点后的系统阻抗值和系统电阻；计算子单元1643用于根据所述过零点前的系统阻抗值、所述过零点后的系统阻抗值、所述过零点后的系统电阻以及预设阻尼比计算公式，计算获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比。
具体地，所述新能源场站并网电力系统的阻抗等于新能源场站的并网阻抗与电力系统的并网阻抗之和。由于电力系统可以工作在不同的第一工况，新能源场站可以工作在不同的第二工况，新能源场站接入电力系统之后构成的新能源场站并网电力系统工作在一种第一工况和一种第二工况下，一种第一工况和一种第二工况构成一种组合工况。第五获得子单元1641可以根据每种第一工况下所述新能源场站的并网阻抗和每种第二工况下所述电力系统的并网阻抗，获得每种组合工况下所述新能源场站并网电力系统的阻抗，即每种组合工况下的系统阻抗。
每种组合工况下的系统阻抗为频率的函数，每个频率对应一个系统阻抗，该系统阻抗为复数，当系统阻抗的虚部为零时，第六获得子单元1642获得阻抗虚部过零点，虚部为零的阻抗对应的一个频率，在本发明实施例中称为过零频率，第六获得子单元1642获取一个小于过零频率的频率f1，频率f1对应的系统阻抗的虚部作为过零点前的电抗，获取一个大于过零频率的频率f2，频率f2对应的系统阻抗的虚部作为过零点后的电抗，并将频率f2对应的系统阻抗的实部作为过零点后的电阻。
在获得所述过零点前的电抗、所述过零点后的电抗、所述过零点后的电阻之后，计算子单元1643将所述过零点前的电抗、所述过零点后的电抗、所述过零点后的电阻带入到预设阻尼比计算公式中，可以计算获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比。
在上述各实施例的基础上，进一步地，评估单元1650具体用于：
若判断获知任一组合工况下的震荡模式的阻尼比小于预设值，则输出所述新能源场站并网电力系统存在宽频振荡风险的提示信息。
具体地，在获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比之后，评估单元1650将每种组合工况下的震荡模式的阻尼比与预设值进行比较，如果有任何一种组合工况下的震荡模式的阻尼比小于所述预设值，说明所述新能源场站并网电力系统为负阻尼或弱阻尼，存在宽频振荡风险，那么输出所述新能源场站并网电力系统存在宽频振荡风险的提示信息。
在上述各实施例的基础上，进一步地，评估单元1650具体用于：
若判断获知每种组合工况下的震荡模式的阻尼比都大于等于预设值，则输出所述新能源场站并网电力系统不存在宽频振荡风险的提示信息。
具体地，在获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比之后，评估单元1650将每种组合工况下的震荡模式的阻尼比与预设值进行比较，如果有所有组合工况下的震荡模式的阻尼比都大于等于所述预设值，说明所述新能源场站并网电力系统不存在宽频振荡风险，那么输出所述新能源场站并网电力系统不存在宽频振荡风险的提示信息。
本发明实施例提供的装置的实施例具体可以用于执行上述各方法实施例的处理流程，其功能在此不再赘述，可以参照上述方法实施例的详细描述。
图20是本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图，如图20所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)2001、通信接口(Communications Interface)2002、存储器(memory)2003和通信总线2004，其中，处理器2001，通信接口2002，存储器2003通过通信总线2004完成相互间的通信。处理器2001可以调用存储器2003中的逻辑指令，以执行如下方法：对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗；基于所述各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得所述电力系统的阻抗特性带，并基于所述各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得所述新能源场站的阻抗特性带；若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则，则锁定潜在宽频振荡风险的频率范围；遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比；根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险。
此外，上述的存储器2003中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗；基于所述各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得所述电力系统的阻抗特性带，并基于所述各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得所述新能源场站的阻抗特性带；若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则，则锁定潜在宽频振荡风险的频率范围；遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比；根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险。
本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法，例如包括：对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗；基于所述各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得所述电力系统的阻抗特性带，并基于所述各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得所述新能源场站的阻抗特性带；若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则，则锁定潜在宽频振荡风险的频率范围；遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比；根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估方法，其特征在于，包括：
对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗；
基于所述各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得所述电力系统的阻抗特性带，并基于所述各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得所述新能源场站的阻抗特性带；
若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则，则锁定潜在宽频振荡风险的频率范围；
遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比；
根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险；
其中，所述若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带满足潜在宽频振荡风险规则，则锁定潜在宽频振荡风险的频率范围包括：
若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带的幅值与所述电力系统的阻抗特性带的幅值存在交点，且存在交点的幅值对应的频率范围内所述新能源场站的阻抗特性带的相角与所述电力系统的阻抗特性带的相角相差的角度大于预设角度，则将大于预设角度对应的频率范围作为潜在宽频振荡风险的频率范围；
其中，所述遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比包括：
根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的系统阻抗；
根据每种组合工况下的系统阻抗确定系统阻抗虚部过零点，并获取过零点前的系统阻抗值、过零点后的系统阻抗值和系统电阻；
根据所述过零点前的系统阻抗值、所述过零点后的系统阻抗值、所述过零点后的系统电阻以及预设阻尼比计算公式，计算获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗包括：
根据所述第一工况下所述电力系统中各个设备的自导纳和互导纳，建立所述电力系统的频域节点导纳矩阵；
对所述电力系统的频域导纳矩阵进行求逆运算，获得所述电力系统的频域节点阻抗矩阵；
根据新能源场站的并网节点，从所述电力系统的频域节点阻抗矩阵中获得所述第一工况下所述电力系统的并网阻抗。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗包括：
根据所述第二工况下所述新能源场站各台新能源机组的自导纳和输电线路的自导纳和互导纳，建立所述新能源场站的频域节点导纳矩阵；
对所述新能源场站的频域节点导纳矩阵进行求逆运算，获得所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵；
根据所述新能源场站的并网节点，从所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵中获得所述第二工况下所述新能源场站的并网阻抗。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险包括：
若判断获知任一组合工况下的震荡模式的阻尼比小于预设值，则输出所述新能源场站并网电力系统存在宽频振荡风险的提示信息。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险包括：
若判断获知每种组合工况下的震荡模式的阻尼比都大于等于预设值，则输出所述新能源场站并网电力系统不存在宽频振荡风险的提示信息。
6.一种新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险评估装置，其特征在于，包括：
阻抗分析单元，用于对电力系统进行阻抗分析，获得各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，并对新能源场站进行阻抗分析，获得各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗；
获得单元，用于基于所述各种第一工况下所述电力系统的并网阻抗，获得所述电力系统的阻抗特性带，并基于所述各种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得所述新能源场站的阻抗特性带；
锁定单元，用于在判断获知所述新能源场站的阻抗特性带和所述电力系统的阻抗特性带的相交区域满足潜在宽频振荡风险规则之后，锁定潜在宽频振荡风险的频率范围；
遍历单元，用于遍历所述潜在宽频振荡风险的频率范围根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比；
评估单元，用于根据各种组合工况下的震荡模式的阻尼比，评估新能源场站并网电力系统的宽频振荡风险；
其中，所述锁定单元具体用于：
若判断获知所述新能源场站的阻抗特性带的幅值与所述电力系统的阻抗特性带的幅值存在交点，且存在交点的幅值对应的频率范围内所述新能源场站的阻抗特性带的相角与所述电力系统的阻抗特性带的相角相差的角度大于预设角度，则将大于预设角度对应的频率范围作为潜在宽频振荡风险的频率范围；
其中，所述遍历单元包括：
第五获得子单元，用于根据每种第一工况下所述电力系统的并网阻抗和每种第二工况下所述新能源场站的并网阻抗，获得每种组合工况下的系统阻抗；
第六获得子单元，用于根据每种组合工况下的系统阻抗确定系统阻抗虚部过零点，并获取过零点前的系统阻抗值、过零点后的系统阻抗值和系统电阻；
计算子单元，用于根据所述过零点前的系统阻抗值、所述过零点后的系统阻抗值、所述过零点后的系统电阻以及预设阻尼比计算公式，计算获得每种组合工况下的震荡模式的阻尼比。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述阻抗分析单元包括：
第一建立子单元，用于根据所述第一工况下所述电力系统中各个设备的自导纳和互导纳，建立所述电力系统的频域节点导纳矩阵；
第一获得子单元，用于对所述电力系统的频域导纳矩阵进行求逆运算，获得所述电力系统的频域节点阻抗矩阵；
第二获得子单元，用于根据新能源场站的并网节点，从所述电力系统的频域节点阻抗矩阵中获得所述第一工况下所述电力系统的并网阻抗。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述阻抗分析单元包括：
第二建立子单元，用于根据所述第二工况下所述新能源场站各台新能源机组的自导纳和输电线路的自导纳和互导纳，建立所述新能源场站的频域节点导纳矩阵；
第三获得子单元，用于对所述新能源场站的频域节点导纳矩阵进行求逆运算，获得所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵；
第四获得子单元，用于根据所述新能源场站的并网节点，从所述新能源场站的频域节点阻抗矩阵中获得所述第二工况下所述新能源场站的并网阻抗。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述评估单元具体用于：
若判断获知任一组合工况下的震荡模式的阻尼比小于预设值，则输出所述新能源场站并网电力系统存在宽频振荡风险的提示信息。
10.根据权利要求6至9任一项所述的装置，其特征在于，所述评估单元具体用于：
若判断获知每种组合工况下的震荡模式的阻尼比都大于等于预设值，则输出所述新能源场站并网电力系统不存在宽频振荡风险的提示信息。
11.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述方法的步骤。
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