[發明專利]直驅風機對輸電系統次同步諧振影響的分析方法及裝置

有效

• 申請號: 201710072191.6
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN106849161B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 謝旭;于磊;常曉慧;陳曉偉;李蘊紅;劉輝;王雙;金言;谷文旗;孟玲梅;王延平;穆亮;何濤;王丹;韓宇龍;曹彥偉;周鑫;武星辰;郭立才;王永星;許麗麗
• 申請（專利權）人: 國網冀北電力有限公司張家口供電公司;國網冀北電力有限公司電力科學研究院;華北電力科學研究院有限責任公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王濤;賈磊

本發明一種直驅風機對輸電系統次同步諧振影響的分析方法及裝置，該方法包括：對串補輸電系統進行等值，得到等值參數；根據單個直驅風機和輸電系統等值模型構建仿真系統，并通過頻率掃描獲得直驅風機在次同步頻段的直驅風機阻抗特性，以及獲得雙饋風機在該次同步頻段的雙饋風機阻抗特性；根據直驅風機阻抗特性、雙饋風機阻抗特性及雙饋風機與直驅風機的配比，計算得到多個雙饋風機和多個直驅風機并聯連接后的混合風機阻抗特性與多個雙饋風機并聯連接后的單種風機阻抗特性；通過比較混合風機阻抗特性和單種風機阻抗特性，判斷在該配比下直驅風機對雙饋風機?串補輸電系統的次同步諧振影響情況。本發明能夠有效分析直驅風機的次同步諧振影響。

技術領域

本發明涉及電力技術領域，尤其涉及一種直驅風機對輸電系統次同步諧振影響的分析方法及裝置。

背景技術

風電已成為中國能源戰略的重要組成分，但中國大部分風電集中在新疆、甘肅、內蒙古等西北地區，而能源負荷中心卻集中在東南沿海地區，因此在進行電力輸送時必須采取高電壓、大容量的輸電模式實現“西電東送”。新建輸電線路會帶來工程造價、輸電走廊占用等問題，所以提高現有交流線路的輸送能力具有非常重要的意義。

在輸電線路中加入串補電容器可以減小線路電抗，提高系統靜態穩定極限和輸送能力。隨著輸電系統的發展，串補電容得到越來越多的應用，也取得了較好的經濟效益。但是，這種遠距離、高串補度的輸電方式可能會誘發風電系統的次同步諧振問題，從而影響大規模風電基地及外送系統的安全穩定運行。此前學術研究認為雙饋風機在次同步頻率下呈現負電阻，是導致次同步電流發散的關鍵原因，而直驅風機由于有全功率變換器與電網解耦，因此不參與負電阻的產生。但通過對直驅風機阻抗特性的研究發現，直驅風機在系統短路容量較小且串補度在某些特定范圍內時，將其接入雙饋風機-串補系統，反而會惡化系統阻尼，增加諧振風險。

目前尚沒有方法能夠有效分析直驅風機何時能夠改善雙饋風機-串補系統的次同步諧振，何時會惡化雙饋風機-串補系統的次同步諧振。

發明內容

本發明提供一種直驅風機對輸電系統次同步諧振影響的分析方法及裝置，以有效分析直驅風機對風電-串補輸電系統次同步諧振影響。

本發明提供一種直驅風機對輸電系統次同步諧振影響的分析方法，包括：對串補輸電系統進行等值，得到所述串補輸電系統的等值參數；根據單個直驅風機和所述等值參數對應的輸電系統等值模型構建第一仿真系統，并通過對所述第一仿真系統進行頻率掃描獲得所述單個直驅風機在次同步頻段的直驅風機阻抗特性，以及根據單個雙饋風機和所述輸電系統等值模型構建第二仿真系統，并利用所述第二仿真系統獲得所述單個雙饋風機在所述次同步頻段的雙饋風機阻抗特性；根據所述直驅風機阻抗特性、所述雙饋風機阻抗特性及雙饋風機與直驅風機的配比，計算得到具有所述配比的多個所述雙饋風機和多個所述直驅風機并聯連接后的混合風機阻抗特性與多個所述雙饋風機并聯連接后的單種風機阻抗特性；通過比較所述混合風機阻抗特性和所述單種風機阻抗特性，判斷在所述配比情況下直驅風機對雙饋風機-串補輸電系統的次同步諧振影響情況。

一個實施例中，對串補輸電系統進行等值，得到所述串補輸電系統的等值參數，包括：根據所述串補輸電系統的線路數據計算得到所述等值參數。

一個實施例中，通過對所述第一仿真系統進行頻率掃描獲得所述單個直驅風機在次同步頻段的直驅風機阻抗特性，包括：在所述第一仿真系統中直驅風機母線接入處注入諧波電壓，在包含所述次同步頻段的頻率范圍內連續調節所述諧波電壓的電壓頻率；獲取在各所述電壓頻率下所述第一仿真系統中直驅風機接入口處的電壓和電流；根據所述直驅風機接入口處的電壓和電流計算得到所述單個直驅風機在所述次同步頻段的直驅風機阻抗特性。

一個實施例中，獲取在各所述電壓頻率下所述第一仿真系統中直驅風機接入口處的電壓和電流之前，還包括：對直驅風機母線接入處的電壓和電流進行濾波。