[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

技術領域

本發明涉及一種用于研究雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩特性影響的研究方法。

背景技術

自2001年開始實施大區電力系統間的互聯工程以來，先后有東北-華北、川渝-華中、福建-華東、東北-華北-華中-川渝-山東等聯網工程投運，大區域互聯系統進入快速發展階段。與此同時，風能以其所具有的緩解能源危機、保護環境、促進能源和環境可持續發展等方面的優勢而受到世界各國的高度重視，風力發電技術逐步趨于成熟，越來越多的大中型風電場相繼建成并與電力系統聯網運行。互聯電力系統在優化資源配置、提高系統可靠性的同時，也帶來了新的挑戰，低頻振蕩就是其中之一。研究表明，大容量風電機組并網對電力系統的影響不容忽視，因此研究風電機組尤其是目前廣泛應用的雙饋風電機組對互聯系統低頻振蕩的影響就是一個重要課題。

一般而言，風電除了就地消納外，都需要經過一定距離的輸電線路后進行并網。另外，互聯系統中區域間功率傳輸也會隨潮流變化而不同。就我們所知，到目前為止，綜合考慮輸送距離、區域間功率傳輸等因素對風電并網后電力系統低頻振蕩特性的影響方面的整體研究尚未見報道。因此，多方面多角度研究雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩特性的影響具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有研究方法的不足，提供一種綜合考慮輸送距離、并網容量、區域間功率傳輸、是否加裝電力系統穩定器等因素對風電并網后電力系統低頻振蕩特性影響的研究方法，為互聯系統風電場入網規劃與設計以及全面而系統的分析區域間振蕩特性提供參考。

實現上述目的的一種技術方案是：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。

本發明的有益效果是，提出了研究雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩特性的影響方法，為互聯系統風電場入網規劃與設計提供了理論依據，對全面而系統的分析風電入網后互聯系統區域間振蕩特性具有積極意義。

附圖說明

圖1兩機互聯系統。

圖2研究雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩特性的影響方法的基本框架。

具體實施方式

雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩特性的影響研究方法是基于不同運行條件下特征根計算和動態時域仿真的，包括下列步驟：

Step1：在區域互聯系統劃分送電側和受電側，基于由兩臺等值發電機構成的簡單互聯系統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，計算簡單互聯系統的低頻特性；

Step2：基于完整的雙饋風電機組系統詳細模型，推導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，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；

Step3：采用特征根分析和動態時域仿真方法研究雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩特性的影響；

Step4：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系統的特征根分布，并考慮系統是否加裝電力系統穩定器的影響；

Step5：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(大小和方向)，計算聯絡線傳送功率不同時系統的區域間振蕩模式；

Step6：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互聯系統低頻特性；

Step7：綜合前面的計算結果，從雙饋風電機組并網輸送距離、并網容量、互聯系統聯絡線傳送功率、是否加裝電力系統穩定器等多方面多角度研究雙饋風電機組對互聯電力系統低頻振蕩特性的影響。