[發明專利]基于風能HVDC外送系統的次同步振蕩評估方法和系統

在審

• 申請號: 201710906443.0
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN109586273A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發明（設計）人: 張小瑜;遲永寧;李琰;蔣維勇;湯海雁;魏春霞;王志冰;劉超;張占奎;田新首;魏林君;王真;王嶠
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網新疆電力公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/24;H02J3/36
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供了基于風能HVDC外送系統的次同步振蕩評估方法和系統，包括基于預先建立的發電機組模型、風電場模型和HVDC線路模型搭建電力系統模型；基于電力系統模型，計算電力系統次同步振蕩風險。本發明增加了風電場對HVDC系統發生次同步振蕩的評估，擴大了原有標準的應用范圍，更符合當前電網的實際情況，實現了在考慮HVDC輸送大規模風能情況下，對該復雜電力系統是否發生次同步振蕩的初步評估，可有效分析大型風電基地和HVDC對電力系統造成的影響，可以更加準確地評估系統發生次同步振蕩的可能性，對實際的電力系統安全穩定運行有著重要的意義。

技術領域

本發明屬于電力系統規劃和運行技術領域，具體講涉及基于風能HVDC外送系統的次同步振蕩評估方法和系統。

背景技術

風電隨著近十年的快速發展，逐步呈現基地化，規模化的特點，與負荷逆向分布的問題比較嚴重。由于風電資源集中分布在經濟欠發達地區，生產的風能本地區無法全部消納，只能外送至經濟發達地區，風電輸送矛盾比較突出。高壓直流輸電HVDC技術因其可以遠距離、損耗小的傳輸大容量電能的特點而備受青睞，但是大容量、遠距離的能量傳輸給電網穩定運行帶來一些列的問題，次同步振蕩就是其中一個較為突出的問題。此外，由于大規模風電和HVDC等大容量電力電子設備的接入，極大地改變了電網的性能，使得次同步振蕩問題呈現出新的特點。為了保障電網的穩定運行，需要從系統接納風電容量的角度對系統發生次同步振蕩的風險進行評估。

目前，國標GB/Z 20996.3和IEC/TR 60919-3標準針對HVDC接入電網給出了定量評估指標，通過評估發電機組與HVDC系統之間相互作用強弱程度，篩選出與HVDC關聯度最強的發電機組，來判斷發電機組與HVDC之間發生次同步振蕩風險的大小，該標準因為需要的容量參數容易獲得，比較適合在工程建設初期的評估規劃中使用。

但當前，針對大規模風電通過HVDC輸送電能的次同步振蕩風險目前還沒有相應的評估依據。

發明內容

為克服上述現有技術沒有考慮大型風電基地對含HVDC的電力系統的次同步振蕩的影響不足，本發明提出一種基于風能HVDC外送系統的次同步振蕩評估方法和系統。

實現上述目的所采用的解決方案為：

一種基于風能HVDC外送系統的次同步振蕩評估方法，其改進之處在于：

基于預先建立的發電機組模型、風電場模型和HVDC線路模型搭建電力系統模型；

基于所述電力系統模型，計算電力系統次同步振蕩風險。

本發明提供的第一優選技術方案，其改進之處在于，所述搭建電力系統模型和所述計算電力系統次同步振蕩風險之間，還包括：

基于所述電力系統模型，選擇風電場短路情況下具有次同步振蕩風險的發電機組。

本發明提供的第二優選技術方案，其改進之處在于，所述基于預先建立的發電機組模型、風電場模型和HVDC線路模型搭建電力系統模型包括：

將所述風電場模型和所述HVDC線路模型根據輸電線路的實際工況進行組合后增添發電機組模型；

所述風電場模型采用雙閉環PI控制模式，包括：外環功率控制和內環電流控制；

所述HVDC線路模型根據HVDC的控制策略和保護模塊的參數搭建。

本發明提供的第三優選技術方案，其改進之處在于，所述選擇風電場短路情況下具有次同步振蕩風險的發電機組，包括：

應用機組作用系數法計算風電場短路情況下發電機組的UIF值；

選擇所述UIF值大于0.1的發電機組為具有次同步振蕩風險的發電機組。