[發明專利]雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩影響的研究方法

有效

• 申請號: 201410160865.4
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103928943A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 林因;和萍;文福拴
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司電力科學研究院;鄭州輕工業學院;浙江大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;G06F19/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩影響的研究方法，其特征在于包括以下工序：

S1、將區域互聯系統劃分送電側區域和受電側區域，且簡化成基于由兩臺等值發電機構成的互聯系統，該互聯系統低頻振蕩時兩臺發電機的轉速增量和功角增量同頻反相正弦振蕩的特點，確定所述互聯系統的低頻特性；

S2、基于完整雙饋風電機組系統詳細模型，推導風電場接入送電側區域和受電側區域時所述互聯系統的狀態空間方程，計算兩區域互聯系統在風電機組并網前后阻尼特性的變化情況；

S3、采用特征根分析和動態時域仿真方法研究所述雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩特性的影響；

S4、根據架空送電線路設計技術規范，計算不同風電入網輸送距離時所述互聯系統的特征根分布，并考慮該互聯系統是否加裝電力系統穩定器的影響；

S5、在給定運行條件下，通過改變同步發電機出力，改變聯絡線傳送功率，計算聯絡線傳送功率不同時系統的區域間振蕩模式；

S6、保證聯絡線傳送功率不變的情況下，計算不同風電出力情況下所述互聯系統低頻特性。

2.根據權利要求1所述的雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩影響的研究方法，其特征在于：所述S1工序的具體方法為：將區域互聯系統中振蕩機群按其各自部分的慣性中心進行等值，簡化為1個由2臺等值發電機構成的互聯系統來等效研究，等值系統的機間振蕩對應著原系統的區間振蕩；定義聯絡線輸送功率方向為區域1向區域2送電，則稱區域1為送電側，區域2為受電側；根據區域互聯系統發生低頻振蕩時2臺發電機的轉速增量和功角增量具有同頻反相正弦振蕩的特點，確定所述互聯系統的低頻特性。

3.根據權利要求1所述的雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩影響的研究方法，其特征在于：所述S2工序中，基于完整的雙饋風力發電機組模型，風電機組接入互聯電力系統，在不考慮系統中的損耗、負荷變化并忽略線路電阻的情況下,將風電場的動態有功用狀態變量表示，消去非狀態變量，從而得到風電場接入送電側和受電側時互聯電力系統的狀態空間方程為

Δδ·1Δδ·2Δω·1Δω·200100001-k1k2M1(k1+k2)k1k2M1(k1+k2)-D1M1+k1k3M1(k1+k2)0-k1k2M2(k1+k2)k1k2M2(k1+k2)k1k3M2(k1+k2)-D2M2Δδ1Δδ2Δω1Δω2---(1)]]>

Δδ·1Δδ·2Δω·1Δω·200100001-k1k2M1(k1+k2)k1k2M1(k1+k2)-D1M1k2k4M1(k1+k2)-k1k2M2(k1+k2)k1k2M2(k1+k2)0-D2M2+k2k4M2(k1+k2)Δδ1Δδ2Δω1Δω2---(2)]]>　其中，△ω₁和△ω₂、△δ₁和△δ₂、M₁和M₂、D₁和D₂、分別為兩臺發電機的轉速增量、功角增量、慣性時間常數、阻尼力矩系數；k₁，k₂為發電機的電磁功率增量系數，k₃，k₄分別為風電場在送電側和受電側時其正弦型功率微增量采用發電機轉速表示的系數。

根據總阻尼的概念，分析接入風電機組后系統阻尼的變化就需要考察上述方程與系統原狀態方程的變化；與無風電場接入的情形相比，當風電場接入送電側時，阻尼增量為k₁k₃/M₁(k₁+k₂)。其中，k₁=E₁V_w0/X₁₃cos(δ₁₀-δ_w0)，k₂=-E₂V_w0/X₂₃cos(δ_w0-δ₂₀)，k₃=g₁g₂；

其中，△ω₁和△ω₂、△δ₁和△δ₂、M₁和M₂、D₁和D₂、分別為兩臺發電機的轉速增量、功角增量、慣性時間常數、阻尼力矩系數，V_w和△δ_w分別為風電場接入點的電壓和相位增量；X₁₃和X₂₃分別為發電機G1和G2到風電場接入點的電抗，△P_w為風電場的動態有功。