本技術(shù)屬于電網(wǎng)諧波諧振分析領(lǐng)域，尤其涉及一種電力系統(tǒng)諧波諧振分析方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，隨著可再生能源、電力電子設(shè)備及非線(xiàn)性負(fù)荷的廣泛接入，電力系統(tǒng)的諧波特性發(fā)生了顯著變化。這些接入源的隨機(jī)性、分布式特點(diǎn)，以及系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)張，共同對(duì)諧波傳輸與諧振分析提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)上依賴(lài)的模態(tài)分析法，僅依據(jù)模態(tài)阻抗幅值評(píng)估諧波諧振程度，已顯露出其局限性：計(jì)算過(guò)程復(fù)雜冗長(zhǎng)，效率低下，且難以精準(zhǔn)適配新型電力系統(tǒng)的復(fù)雜特性，甚至可能誤導(dǎo)分析結(jié)論。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種電力系統(tǒng)諧波諧振分析方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

2、本技術(shù)提供一種電力系統(tǒng)諧波諧振分析方法，包括：

3、確定電力系統(tǒng)中需要分析的頻率范圍；

4、收集電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓、節(jié)點(diǎn)注入電流，根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)電壓、節(jié)點(diǎn)注入電流計(jì)算獲得節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；

5、在所述頻率范圍內(nèi)，確定第一個(gè)頻率點(diǎn)的起始迭代向量；

6、從所述起始迭代向量開(kāi)始進(jìn)行多次迭代計(jì)算，獲得所述節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的最大特征值，包括：將前一個(gè)迭代向量與所述節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的比值作為歸一化向量；將所述歸一化向量與所述歸一化向量中模最大的元素的比值作為本次迭代向量；當(dāng)?shù)^(guò)程中觸發(fā)預(yù)設(shè)的迭代終止條件時(shí)停止迭代，獲得歸一化向量中模最大的元素為所述最大特征值；

7、將所述最大特征值作為所述頻率范圍內(nèi)下一個(gè)頻率點(diǎn)的起始迭代向量，重復(fù)前一步驟，獲得多個(gè)頻率點(diǎn)的最大特征值集；

8、將所述最大特征值集中的最大特征值的倒數(shù)組成所述電力系統(tǒng)的模態(tài)阻抗，作為分析參數(shù)；

9、根據(jù)所述分析參數(shù)，以第一頻率步長(zhǎng)在所述頻率范圍內(nèi)確定諧振頻率，并以小于所述第一頻率步長(zhǎng)的第二片頻率步長(zhǎng)確定所述諧振頻率為中心的諧振頻率間隔。

10、可選地，將所述最大特征值集中的最大特征值的倒數(shù)組成所述電力系統(tǒng)的模態(tài)阻抗，作為分析參數(shù)，包括：

11、根據(jù)所述模態(tài)阻抗計(jì)算獲得阻尼比；

12、將所述模態(tài)阻抗和所述阻尼比作為分析參數(shù)。

13、可選地，根據(jù)所述阻抗計(jì)算獲得阻尼比，表達(dá)式如下：

14、

15、其中，所述f0為模態(tài)阻抗曲線(xiàn)峰值對(duì)應(yīng)的頻率，f1、f2分別為模態(tài)阻抗曲線(xiàn)半功率點(diǎn)對(duì)應(yīng)的頻率。

16、可選地，根據(jù)所述分析參數(shù)，以第一頻率步長(zhǎng)在所述頻率范圍內(nèi)確定諧振頻率，并以小于所述第一頻率步長(zhǎng)的第二片頻率步長(zhǎng)確定所述諧振頻率為中心的諧振頻率間隔，包括：

17、將所述模態(tài)阻抗和所述阻尼比歸一化，表達(dá)式如下：

18、

19、式中，x為輸入數(shù)據(jù)；y為輸出數(shù)據(jù)；xmax、xmin為輸入數(shù)據(jù)的最大值和最小值；ymax、ymin分別為歸一化范圍的最大值和最小值。

20、可選地，根據(jù)所述分析參數(shù)，以第一頻率步長(zhǎng)在所述頻率范圍內(nèi)確定諧振頻率，并以小于所述第一頻率步長(zhǎng)的第二片頻率步長(zhǎng)確定所述諧振頻率為中心的諧振頻率間隔，包括：

21、計(jì)算諧波諧振程度指標(biāo)rrd：

22、rrd＝δ|zm|-δξ

23、其中，δ|zm|為模態(tài)阻抗幅值變化量，δξ為阻尼比變化量。

24、可選地，所述預(yù)設(shè)的迭代終止條件，包括：

25、v(k)＝||y(k)||∞-||y(k-1)||∞

26、α(k)＝v(k)-v(k-1)

27、當(dāng)α(k)＜δ，v(k)＜ε中成立一個(gè)，則迭代終止；

28、其中，y(k)是歸一化向量，||y(k)||∞是y(k)向量中模最大的元素，δ、ε為設(shè)定的閾值。

29、可選地，所述起始迭代向量的表達(dá)式如下：

30、

31、其中，s(yf)為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣yf中所有元素之和，即yij為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣yf的其中一個(gè)元素。

32、本技術(shù)還提供一種電力系統(tǒng)諧波諧振分析裝置，包括：

33、選擇模塊，用于確定電力系統(tǒng)中需要分析的頻率范圍；

34、收集模塊，用于收集電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓、節(jié)點(diǎn)注入電流，根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)電壓、節(jié)點(diǎn)注入電流計(jì)算獲得節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；

35、初始模塊，用于在所述頻率范圍內(nèi)，確定第一個(gè)頻率點(diǎn)的起始迭代向量；

36、迭代模塊，用于從所述起始迭代向量開(kāi)始進(jìn)行多次迭代計(jì)算，獲得所述節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的最大特征值，包括：將前一個(gè)迭代向量與所述節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的比值作為歸一化向量；將所述歸一化向量與所述歸一化向量中模最大的元素的比值作為本次迭代向量；當(dāng)?shù)^(guò)程中觸發(fā)預(yù)設(shè)的迭代終止條件時(shí)停止迭代，獲得歸一化向量中模最大的元素為所述最大特征值；

37、循環(huán)模塊，用于將所述最大特征值作為所述頻率范圍內(nèi)下一個(gè)頻率點(diǎn)的起始迭代向量，重復(fù)前一步驟，獲得多個(gè)頻率點(diǎn)的最大特征值集；

38、參數(shù)模塊，用于將所述最大特征值集中的最大特征值的倒數(shù)組成所述電力系統(tǒng)的模態(tài)阻抗，作為分析參數(shù)；

39、分析模塊，用于根據(jù)所述分析參數(shù)，以第一頻率步長(zhǎng)在所述頻率范圍內(nèi)確定諧振頻率，并以小于所述第一頻率步長(zhǎng)的第二片頻率步長(zhǎng)確定所述諧振頻率為中心的諧振頻率間隔。

40、本技術(shù)還提供一種電力系統(tǒng)諧波諧振分析設(shè)備，包括：

41、存儲(chǔ)器；

42、處理器，用于調(diào)取所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的上述一種電力系統(tǒng)諧波諧振分析方法的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序，執(zhí)行：確定電力系統(tǒng)中需要分析的頻率范圍；收集電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓、節(jié)點(diǎn)注入電流，根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)電壓、節(jié)點(diǎn)注入電流計(jì)算獲得節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；在所述頻率范圍內(nèi)，確定第一個(gè)頻率點(diǎn)的起始迭代向量；從所述起始迭代向量開(kāi)始進(jìn)行多次迭代計(jì)算，獲得所述節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的最大特征值，包括：將前一個(gè)迭代向量與所述節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的比值作為歸一化向量；將所述歸一化向量與所述歸一化向量中模最大的元素的比值作為本次迭代向量；當(dāng)?shù)^(guò)程中觸發(fā)預(yù)設(shè)的迭代終止條件時(shí)停止迭代，獲得歸一化向量中模最大的元素為所述最大特征值；將所述最大特征值作為所述頻率范圍內(nèi)下一個(gè)頻率點(diǎn)的起始迭代向量，重復(fù)前一步驟，獲得多個(gè)頻率點(diǎn)的最大特征值集；將所述最大特征值集中的最大特征值的倒數(shù)組成所述電力系統(tǒng)的模態(tài)阻抗，作為分析參數(shù)；根據(jù)所述分析參數(shù)，以第一頻率步長(zhǎng)在所述頻率范圍內(nèi)確定諧振頻率，并以小于所述第一頻率步長(zhǎng)的第二片頻率步長(zhǎng)確定所述諧振頻率為中心的諧振頻率間隔。

43、本技術(shù)還提供一種存儲(chǔ)介質(zhì)，包括：存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序，該計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序用于被處理器調(diào)取，執(zhí)行上述一種電力系統(tǒng)諧波諧振分析方法的步驟。

44、本技術(shù)的有益效果是：

45、本技術(shù)提供一種電力系統(tǒng)諧波諧振分析方法，包括：確定電力系統(tǒng)中需要分析的頻率范圍；收集電力系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)電壓、節(jié)點(diǎn)注入電流，根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)電壓、節(jié)點(diǎn)注入電流計(jì)算獲得節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；在所述頻率范圍內(nèi)，確定第一個(gè)頻率點(diǎn)的起始迭代向量；從所述起始迭代向量開(kāi)始進(jìn)行多次迭代計(jì)算，獲得所述節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的最大特征值，包括：將前一個(gè)迭代向量與所述節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的比值作為歸一化向量；將所述歸一化向量與所述歸一化向量中模最大的元素的比值作為本次迭代向量；當(dāng)?shù)^(guò)程中觸發(fā)預(yù)設(shè)的迭代終止條件時(shí)停止迭代，獲得歸一化向量中模最大的元素為所述最大特征值；將所述最大特征值作為所述頻率范圍內(nèi)下一個(gè)頻率點(diǎn)的起始迭代向量，重復(fù)前一步驟，獲得多個(gè)頻率點(diǎn)的最大特征值集；將所述最大特征值集中的最大特征值的倒數(shù)組成所述電力系統(tǒng)的模態(tài)阻抗，作為分析參數(shù)；根據(jù)所述分析參數(shù)，以第一頻率步長(zhǎng)在所述頻率范圍內(nèi)確定諧振頻率，并以小于所述第一頻率步長(zhǎng)的第二片頻率步長(zhǎng)確定所述諧振頻率為中心的諧振頻率間隔。本技術(shù)采用冪迭代法來(lái)求解系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣的最大特征值，顯著減少了計(jì)算量并提升了分析速度。同時(shí)，引入半功率帶寬法計(jì)算阻尼比，結(jié)合模態(tài)阻抗和阻尼比，構(gòu)建了一個(gè)更準(zhǔn)確的諧波諧振程度指標(biāo)，用于電力系統(tǒng)的諧波諧振評(píng)估。這一創(chuàng)新方法有效提升了分析的高效性和準(zhǔn)確性。