本发明涉及电力系统稳定性分析领域，尤其涉及一种混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法及装置。
背景技术：
1、现有的新能源场站中通常把部分跟网型控制发电单元切换为构网型控制发电单元，形成混合场站，从而能够提高新能源场站在弱电网条件下的小干扰稳定性。然而在这种混合场站中，其混合场站小干扰稳定性一方面与场站内各发电单元的控制参数密切相关，一方面还与混合场站内跟网/构网型控制发电单元的容量配比有关，如混合场站这两类参数设置不合适，仍然存在小干扰失稳风险。
2、小干扰参数安全域的构建基于不同参数组合下系统的小干扰稳定性评估结果，故准确、快速的稳定性评估方法是构建小干扰稳定参数安全域的核心问题。
技术实现思路
1、本发明提供了一种混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法及装置，以快速准确的判断混合场站的小干扰稳定性。
2、本发明第一方面提供了一种混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法，包括：
3、基于n个跟网型控制发电单元的序导纳模型的等效电路，以及m个构网型控制发电单元的序阻抗模型的等效电路，构建混合场站的等效电路图；所述序导纳模型中包含跟网型控制发电单元的第一控制参数；所述序阻抗模型中包含构网型控制发电单元的第二控制参数；
4、基于所述混合场站的等效电路图计算混合场站的并网电流表达式；
5、提取所述并网电流表达式中每一并网电流分量相对于电网的回率矩阵；
6、估计所述回率矩阵的根轨迹分布，并基于预置的稳定性判别条件，确定在每一所述回率矩阵满足稳定条件下，所述第一控制参数、所述第二控制参数以及容量配比的安全域；所述容量配比为所述跟网型控制发电单元的数量占所述混合场站发电单元的比例，或者所述构网型控制发电单元的数量占所述混合场站发电单元的比例。
7、可选的，在所述基于n个跟网型控制发电单元的序导纳模型的等效电路，以及m个构网型控制发电单元的序阻抗模型的等效电路，构建混合场站的等效电路图，之前还包括：
8、建立跟网型控制发电单元的序导纳模型，以及构网型控制发电单元的序阻抗模型；
9、分别建立所述跟网型控制发电单元的序导纳模型的等效电路，以及所述构网型控制发电单元的序阻抗模型的等效电路。
10、可选的，所述建立跟网型控制发电单元的序导纳模型，以及构网型控制发电单元的序阻抗模型，包括：
11、向所述跟网型控制发电单元的并网节点注入正序扰动电压或者负序扰动电压，以得到响应的相序电流；基于所述正序扰动电压，响应于所述正序扰动电压的相序电流，所述负序扰动电压，以及响应于所述负序扰动电压的相序电流，计算得到至少两个导纳值，由至少两个导纳值构成所述跟网型控制发电单元的序导纳矩阵模型；
12、向所述构网型控制发电单元的并网节点注入正序扰动电压或者负序扰动电压，以得到响应的相序电流；基于所述正序扰动电压，响应于所述正序扰动电压的相序电流，所述负序扰动电压，以及响应于所述负序扰动电压的相序电流，计算得到至少两个阻抗值，由至少两个阻抗值构成所述构网型控制发电单元的序阻抗矩阵模型。
13、可选的，所述向所述跟网型控制发电单元的并网节点注入正序扰动电压或者负序扰动电压，以得到响应的相序电流；基于所述正序扰动电压，响应于所述正序扰动电压的相序电流，所述负序扰动电压，以及响应于所述负序扰动电压的相序电流，计算得到至少两个导纳值，由至少两个导纳值构成所述跟网型控制发电单元的序导纳矩阵模型，包括：
14、向所述跟网型控制发电单元的并网节点注入正序/负序扰动电压，得到所述跟网型控制发电单元a相的并网电压为：
15、
16、式中，频率为fp的正序/负序小信号电压的幅值和初始相位为vp与v1和f1基波电压的幅值和频率；
17、将上式转化为频域表达式为：
18、
19、式中，
20、推导所述跟网型控制发电单元a相的频域表达式为：
21、
22、式中，和分别表示基频电流分量和正序/负序电流分量；表示正序耦合电流分量；ω0表示电网的额定角频率；
23、则正序导纳yppl和正序耦合导纳ypnl为：
24、
25、负序导纳ynpl和负序耦合导纳ynnl和正序导纳以及正序耦合导纳的公式相同；可以得到所述跟网型控制发电单元的输出序导纳矩阵模型为：
26、
27、所述负序导纳、所述负序耦合导纳、所述正序导纳以及所述正序耦合导纳的计算公式中均包含所述第一控制参数。
28、可选的，所述向所述构网型控制发电单元的并网节点注入正序扰动电压或者负序扰动电压，以得到响应的相序电流；基于所述正序扰动电压，响应于所述正序扰动电压的相序电流，所述负序扰动电压，以及响应于所述负序扰动电压的相序电流，计算得到至少两个阻抗值，由至少两个阻抗值构成所述构网型控制发电单元的序阻抗矩阵模型，包括：
29、向所述构网型控制发电单元的并网节点注入正序/负序扰动电压，得到所述构网型控制发电单元a相的并网电压为：
30、
31、式中，频率为fp的正序/负序小信号电压的幅值和初始相位为vp与v1和f1基波电压的幅值和频率；
32、将上式转化为频域表达式为：
33、
34、式中，
35、推导所述构网型控制发电单元a相的频域表达式为：
36、
37、式中，和分别表示基频电流分量和正序/负序电流分量；表示正序耦合电流分量；ω0表示电网的额定角频率；
38、则正序阻抗zppl和正序耦合阻抗zpnl为：
39、
40、负序导纳znpl和负序耦合导纳znnl和正序导纳以及正序耦合导纳的公式相同；可以得到所述跟网型控制发电单元的输出序导纳矩阵模型为：
41、
42、所述负序阻抗、所述负序耦合阻抗、所述正序阻抗以及所述正序耦合阻抗的计算公式中均包含所述第二控制参数。
43、可选的，所述基于n个所述跟网型控制发电单元的序导纳模型的等效电路，以及m个所述构网型控制发电单元的序阻抗模型的等效电路，构建混合场站的等效电路图，包括：
44、所述混合场站的等效电路图包括：至少两个所述跟网型控制发电单元的等效电路并联构成的跟网电路组，至少两个所述构网型控制发电单元的等效电路构成的构网电路组；
45、所述跟网电路组的第一端以及所述构网电路组的第一端均电连接于电网阻抗的第一端，所述电网阻抗的第二端连接所述电网电源的第一端，所述电网电源的第二端接地；
46、所述跟网电路组的第二端以及所述构网电路组的第二端均接地。
47、可选的，所述基于所述混合场站的等效电路图计算混合场站的并网电流表达式，包括：
48、对于第i台跟网型控制发电单元的并网输出电流ilgpi为：
49、
50、式中，n为跟网型控制发电单元的数量，i＝1,2,...,n，r≤n；m为构网型控制发电单元的数量，j＝1,2,...,m；k1i、k2i、k3i以及k4i分别表示电网电源vgp(s)、自身等效电流源ilpi、其他跟网型控制发电单元ilpr以及构网型控制发电单元的等效电流源impj对并网输出电流ilgpi的贡献系数，其表达式分别如下：
51、
52、式中，ylepi为第i台跟网型控制发电单元的等效导纳值；ygp为电网的等效导纳；k≤n，t≤m；ymepj表示第j台构网型控制发电单元的等效输出电压与等效阻抗；
53、若混合场站中控制类型的发电单元参数相同，则满足：
54、
55、则第i台跟网型控制发电单元的并网输出电流ilgpi简化为：
56、
57、式中，ilpi_g表示表示电网电源对ilgpi贡献的电流分量；ilpi_gfl表示跟网型控制发电单元对ilpi_g贡献的电流分量；ilpi_gfm表示构网型控制发电单元对ilpi_g贡献的电流分量；
58、同样，第i台构网型控制发电单元的并网输出电流imgpi简化为：
59、
60、式中，impi_g表示表示电网电源对imgpi贡献的电流分量；impi_gfl表示跟网型控制发电单元对imgpi贡献的电流分量；impi_gfm表示构网型控制发电单元对imgpi贡献的电流分量；
61、则混合场站的电网电流igp为：
62、
63、则并网电流表达式为：
64、
65、可选的，所述提取所述并网电流表达式相对于电网的回率矩阵，包括：
66、将所述并网电流表达式中的各分量转换成单位负反馈传递函数*电源系数的形式：
67、
68、式中：ii.j表示电流ii的第j项分量；is表示该项电流的电源系数；g(s)表示单位负反馈开环传函，也定义为回率矩阵。
69、可选的，所述估计所述回率矩阵的根轨迹分布，并基于预置的稳定性判别条件，确定在每一所述回率矩阵满足稳定条件下，所述第一控制参数、所述第二控制参数以及容量配比的安全域，包括：
70、基于盖尔圆盘定理的特征值估计方法对所述回率矩阵g(s)＝(aij)n×n，将所述回率矩阵的的第i各特征值λi分布在复平面上的圆域gi内：
71、gi＝{z||z-aii∣≤ri,z∈c}
72、其中，ri为：
73、
74、式中，c表示复数集；ri表示第i个特征值的圆域半径；aij表示所述回率矩阵的第i行第j列的参数；
75、基于上式估计每一所述回率矩阵的根轨迹分布；
76、将所述根轨迹分布与预置的禁域空间进行比较，所述根轨迹分布不进入所述禁域空间表示所述回率矩阵满足稳定条件；
77、计算所有所述并网电流分量的回率矩阵均满足稳定条件时，所述第一控制参数、所述第二控制参数以及容量配比的可行域。
78、根据本发明的另一方面，提供了一种混合场站的小干扰稳定性分析装置，包括：
79、模型构建单元，用于基于n个跟网型控制发电单元的序导纳模型的等效电路，以及m个构网型控制发电单元的序阻抗模型的等效电路，构建混合场站的等效电路图；所述序导纳模型中包含跟网型控制发电单元的第一控制参数；所述序阻抗模型中包含构网型控制发电单元的第二控制参数；
80、计算单元，用于基于所述混合场站的等效电路图计算混合场站的并网电流表达式；
81、提取单元，用于提取所述并网电流表达式中每一并网电流分量相对于电网的回率矩阵；
82、安全域构建单元，用于估计所述回率矩阵的根轨迹分布，并基于预置的稳定性判别条件，确定在每一所述回率矩阵满足稳定条件下，所述第一控制参数、所述第二控制参数以及容量配比的安全域；所述容量配比为所述跟网型控制发电单元的数量占所述混合场站发电单元的比例，或者所述构网型控制发电单元的数量占所述混合场站发电单元的比例。
83、本发明的实施例通过基于n个跟网型控制发电单元的序导纳模型的等效电路，以及m个构网型控制发电单元的序阻抗模型的等效电路，构建混合场站的等效电路图；基于所述混合场站的等效电路图计算混合场站的并网电流表达式，从而将并网电流表达式中每一个并网电流分量均与容量配比参数以及跟网型控制发电单元以及构网型控制发电单元相关；提取所述并网电流表达式中每一并网电流分量相对于电网的回率矩阵；估计所述回率矩阵的根轨迹分布，并基于预置的稳定性判别条件，确定在每一所述回率矩阵满足稳定条件下，所述第一控制参数、所述第二控制参数以及容量配比的安全域。本发明能快速准确的判断混合场站的小干扰稳定性。
84、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
1.一种混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法，其特征在于，在所述基于n个跟网型控制发电单元的序导纳模型的等效电路，以及m个构网型控制发电单元的序阻抗模型的等效电路，构建混合场站的等效电路图，之前还包括：
3.根据权利要求2所述的混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法，其特征在于，所述建立所述跟网型控制发电单元的序导纳模型，以及所述构网型控制发电单元的序阻抗模型，包括：
4.根据权利要求3所述的混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法，其特征在于，所述向所述跟网型控制发电单元的并网节点注入正序扰动电压或者负序扰动电压，以得到响应的相序电流；基于所述正序扰动电压，响应于所述正序扰动电压的相序电流，所述负序扰动电压，以及响应于所述负序扰动电压的相序电流，计算得到至少两个导纳值，由至少两个导纳值构成所述跟网型控制发电单元的序导纳矩阵模型，包括：
5.根据权利要求3所述的混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法，其特征在于，所述向所述构网型控制发电单元的并网节点注入正序扰动电压或者负序扰动电压，以得到响应的相序电流；基于所述正序扰动电压，响应于所述正序扰动电压的相序电流，所述负序扰动电压，以及响应于所述负序扰动电压的相序电流，计算得到至少两个阻抗值，由至少两个阻抗值构成所述构网型控制发电单元的序阻抗矩阵模型，包括：
6.根据权利要求1所述的混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法，其特征在于，所述基于n个所述跟网型控制发电单元的序导纳模型的等效电路，以及m个所述构网型控制发电单元的序阻抗模型的等效电路，构建混合场站的等效电路图，包括：
7.根据权利要求6所述的混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法，其特征在于，所述基于所述混合场站的等效电路图计算混合场站的并网电流表达式，包括：
8.根据权利要求1所述的混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法，其特征在于，所述提取所述并网电流表达式相对于电网的回率矩阵，包括：
9.根据权利要求8所述的混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建方法，其特征在于，所述估计所述回率矩阵的根轨迹分布，并基于预置的稳定性判别条件，确定在每一所述回率矩阵满足稳定条件下，所述第一控制参数、所述第二控制参数以及容量配比的安全域，包括：
10.一种混合场站的小干扰稳定参数安全域的构建装置，其特征在于，包括：
