[發明專利]一種定量分析風電接入對系統暫態穩定性影響的方法

有效

• 申請號: 201710625302.1
• 申請日: 2017-07-27
• 公開（公告）號: CN107370180B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 薛安成;吳雨;王子哲;劉瑞煌;趙成爽
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

本發明公開了一種定量分析風電接入對系統暫態穩定性影響的方法，首先建立風機接入前和接入后的包含未被替換的所有同步機的系統能量函數；通過仿真確定被替換機組的性質；根據所確定的被替換機組的性質求出風機接入后系統的能量變化量ΔV；根據系統的能量變化量ΔV的符號和大小，量化判定風機接入后對系統暫態穩定性的影響程度。上述方法避開了對故障中復雜的暫態過程分析，從能量的角度去定量描述系統的穩定情況，簡單易行且準確可靠。

技術領域

本發明涉及電力系統研究技術領域，尤其涉及一種定量分析風電接入對系統暫態穩定性影響的方法。

背景技術

電力系統暫態穩定性問題一直是電力工作者研究的重點，當系統暫態失穩時，會造成負荷損失、設備損壞等危害，嚴重時甚至會引起系統解列、全網停電等后果。因此維持電力系統的暫態穩定具有重要意義。同時，隨著新能源技術的不斷發展，大規模的風電不斷接入電網，一方面風機結構與控制方式和同步機不同，另一方面，風機與同步機間存在著強的交互作用，所以風機的暫態特性將對同步機的穩定性產生一定影響。有鑒于此，對于大規模風電接入的電力系統暫態穩定性研究有著重要的意義。

目前對于這一問題，大部分文獻的研究思路是將定性分析與時域仿真相結合，部分文獻是采用擴展等面積法則分析。前者雖然通過仿真得到了一些有用的結論，但是這些結論缺乏嚴格的理論支撐，并不能說明風機接入對系統暫態穩定性影響的機理。另一方面，在傳統電力系統的暫態穩定分析中，能量函數理論因其能夠定量分析系統暫態穩定性以及預測系統能否穩定而被大量使用，但現有技術中并沒有采用暫態能量函數法研究大規模風電接入對系統暫態穩定性影響的文獻。

發明內容

本發明的目的是提供一種定量分析風電接入對系統暫態穩定性影響的方法，該方法避開了對故障中復雜的暫態過程分析，從能量的角度去定量描述系統的穩定情況，簡單易行且準確可靠。

一種定量分析風電接入對系統暫態穩定性影響的方法，所述方法包括：

步驟1、建立風機接入前和接入后的包含未被替換的所有同步機的系統能量函數；

步驟2、通過仿真確定被替換機組的性質；

步驟3、根據所確定的被替換機組的性質求出風機接入后系統的能量變化量ΔV；

步驟4、根據系統的能量變化量ΔV的符號和大小，量化判定風機接入后對系統暫態穩定性的影響程度。

在所述步驟1中，

風機接入之前的系統能量函數表示為：

風機接入之后的系統能量函數表示為：

其中，

下標w表示待接/接入機組；k表示風機的滲透率；(1-k)M_w、ω_w表示w機組中未被替換的同步機的慣量和相對于同步速的轉速；M_g、ω_g分別表示第g臺的同步發電機的慣量和相對于同步速的轉速；V_KE和分別表示風機接入前和接入后未被替換的同步發電機總動能；δ_g表示第g臺同步發電機功角；表示穩定平衡點處發電機功角；

分別表示風機接入前和接入后第g臺機組的勢能；

V_PE和分別表示風機接入前和接入后系統的勢能。

在所述步驟2中，所述通過仿真確定被替換機組的性質的過程為：

仿真獲得風機接入前的系統中各機組在故障切除時刻的轉速；