FlexFD频域分析工具箱

SimuNPS提供专用于新型电力系统设计的频域分析工具箱－-FlexFD。该工具箱采用基于导抗的频域稳定性分析方法，为新型电力系统的振荡问题提供了一套完整的解决方案，为新型电力系统的稳定运行提供强大保障。

频域分析流程

1. 基于AI的阻抗辨识和迁移学习

阻抗辨识在阻抗扫描的基础上，通过人工智能算法可以对被测设备的单工况或多工况进行阻抗预测以提高阻抗测试效率。迁移学习支持使用被测设备新的阻抗/导纳数据生成新的阻抗辨识模型以进一步提高阻抗预测的精度。

基于AI的阻抗辨识和迁移学习

阻抗辨识和阻抗扫描结果对比

2.频域建模

频域分析模块包含等效电网、线路、变压器、负载和电气设备，其中等效电网、线路、变压器和负载采用机理模型方式模拟频域特性。对于风光储和同步发电机等电气设备，可以导入考虑频率耦合的阻抗或导纳数据，使用数据驱动方式去模拟这些设备。系统频域模型可以选择是否考虑频率耦合。

电气设备频域参数设置

3. 频域稳定性分析

频域稳定性分析的频率范围支持1-1000Hz，可以对正序、负序系统采用基于行列式或者特征值的广义奈奎斯特判据（Generalized Nyquist Criterion，GNC）。基于行列式的GNC可以进行系统振荡风险的定性和定量评估。基于特征值的GNC在定性和定量评估的基础上，通过分析参与因子实现系统振荡风险的定位。

频域稳定性分析设置

4. 示例项目

该示例项目以IEEE 10机39节点为原型，将其中的同步发电机替换为等效电网、光伏发电和储能设备，并且将光伏发电和储能设备设置为多机并网的待分析设备。

 改进的IEEE 39节点频域分析模型

使用基于行列式的GNC，软件会通过奈奎斯特图呈现模型的稳定状态，输出结果显示系统失稳且振荡频率为82Hz。

基于行列式的GNC输出结果

使用基于特征值的GNC，输出结果显示系统失稳且振荡频率为82Hz。左特征向量图显示储能设备3在82Hz附近对系统振荡影响最大，右特征向量图显示储能设备1在82Hz附近是系统中受振荡影响最大的设备。

基于特征值的GNC输出结果

5. 自动化阻抗扫描

与半实物仿真平台联合使用，可以对被测设备自动注入扰动、录制电压电流波形文件、阻抗扫描、切换工况和生成报告。被测设备类型可选择三相交流、单相交流或单端直流等设备，可以选择扰动相序、扰动类型、响应、采样电压、电流方向、文件类型、数据参数和扫描方式进行相应的扫描，扫描结果可以选择绘制幅值波特图、相位波特图、实部－频率图、虚部-频率图或奈奎斯特图，并且可以追加多条结果曲线。

自动化阻抗扫描

6.阻抗稳定性分析

可以选择奈奎斯特或最大峰值判据对源、荷阻抗数据进行稳定性的定性和定量分析，其中定量分析包括稳定裕度和风险频率，最大峰值判据可以分频段设置禁区半径和绘制源荷阻抗比的奈奎斯特图。

最大峰值判据