[發(fā)明專利]基于風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定特性的風(fēng)電暫態(tài)響應(yīng)方案優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2014-07-15
• 公開（公告）號: CN104124705A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李琰;遲永寧;所旭;湯海雁;田新首;張占奎;魏林君;王真;蘇媛媛
• 申請（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司;中國電力科學(xué)研究院;重慶科凱前衛(wèi)風(fēng)電設(shè)備有限責(zé)任公司;國網(wǎng)上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定特性的風(fēng)電暫態(tài)響應(yīng)方案優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

隨著能源需求的不斷增加，以及對環(huán)境保護(hù)的呼聲越來越高，近些年風(fēng)電得到快速的發(fā)展，在電力系統(tǒng)中的比重不斷攀升，使得風(fēng)電與電網(wǎng)的相互影響越來越復(fù)雜。風(fēng)電的低電壓穿越(Low?Voltage?Ride?Through)問題過去一直是被關(guān)注的熱點，隨著電力系統(tǒng)對風(fēng)電機(jī)組運行可靠性要求的日益嚴(yán)格及國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行了大量的研究并提出了諸多的解決方案，對問題的認(rèn)識和解決的方法相對比較成熟，變速風(fēng)電機(jī)組實現(xiàn)低電壓穿越(LVRT)已不是技術(shù)難題。

目前，對大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)引起的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性問題缺乏系統(tǒng)的研究，且風(fēng)電并網(wǎng)引起的電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性和功角穩(wěn)定性問題是耦合在一起的，不能割裂開來研究。在滿足我國《風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》(GB/T19963—2011)要求下，實現(xiàn)低電壓穿越過程中，不同廠家的風(fēng)電機(jī)組采用了不同的控制方案，這增加了對風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性研究的難度，可以通過對風(fēng)電機(jī)組控制方案的優(yōu)化，實現(xiàn)對風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的優(yōu)化。評估風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)特性對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響，主要有如下幾方面：

(1)風(fēng)電機(jī)組動態(tài)無功支撐控制策略中的無功電流注入較小，風(fēng)電機(jī)組無功支撐能力未得到充分發(fā)揮，導(dǎo)致故障穿越期間風(fēng)電場出口母線電壓過低；風(fēng)電機(jī)組動態(tài)無功支撐控制策略的響應(yīng)速度慢，導(dǎo)致故障后風(fēng)電場出口母線電壓下降過快；風(fēng)電機(jī)組動態(tài)無功支撐控制策略中的無功電流注入較小，增大了系統(tǒng)的加速面積，對系統(tǒng)功角穩(wěn)定性不利。

(2)風(fēng)電機(jī)組有功恢復(fù)起始值較低或恢復(fù)速度過慢，導(dǎo)致系統(tǒng)恢復(fù)至起始潮流狀態(tài)較慢，對系統(tǒng)頻率穩(wěn)定和電壓穩(wěn)定不利；

(3)風(fēng)電機(jī)組的有功電流注入較大，增大了系統(tǒng)的加速面積，對系統(tǒng)功角穩(wěn)定性不利。

由此可知，可通過優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組的控制策略改善風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，根據(jù)仿真評估風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性設(shè)計預(yù)防方法，從而降低風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)的風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定特性的風(fēng)電暫態(tài)響應(yīng)方案優(yōu)化方法，通過優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組的控制策略改善風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，降低風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)的風(fēng)險。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種基于風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定特性的風(fēng)電暫態(tài)響應(yīng)方案優(yōu)化方法，所述方法包括以下步驟：

步驟1：確定可能導(dǎo)致風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)的影響因素；

步驟2：判斷故障期間風(fēng)電場出口母線電壓是否越限，若越限則調(diào)整故障期間風(fēng)電機(jī)組的無功注入控制策略；

步驟3：判斷風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的頻率是否越限，若越限則調(diào)整故障清除后風(fēng)電機(jī)組的有功恢復(fù)控制策略；

步驟4：判斷風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的功角是否越限，若越限則調(diào)整故障期間風(fēng)電機(jī)組的有功注入控制策略；

步驟5：判斷風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)是否滿足暫態(tài)穩(wěn)定性要求，若不滿足則進(jìn)行無功補(bǔ)償及風(fēng)電并網(wǎng)容量約束。

所述步驟1中，可能導(dǎo)致風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)暫態(tài)失穩(wěn)的影響因素包括故障期間風(fēng)電機(jī)組的無功電流注入比例系數(shù)和響應(yīng)時間、故障清除后風(fēng)電機(jī)組的有功恢復(fù)初始設(shè)定值和速率設(shè)定值以及故障期間風(fēng)電機(jī)組有功電流注入比例系數(shù)和約束條件。

故障穿越期間有功電流、無功電流注入約束條件如下：

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