[發明專利]一種基于等效功角同調的雙饋風電機動態等值方法

有效

• 申請號: 201810061567.8
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108258725B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 朱林;王貝;陳達
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G06F30/20;G06F113/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李斌

1.一種基于等效功角同調的雙饋風電機動態等值方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟S10、將風電場內各雙饋風電機的定子、轉子電壓磁鏈方程進行處理，忽略定子壓降，構造雙饋風電機等效暫態內電勢；

步驟S10的具體過程為：

首先，將所述各雙饋風電機的定子、轉子電壓磁鏈方程表示如下：

其中，u、i、ψ分別表示雙饋風電機的電壓、電流和磁鏈；R、L分別表示雙饋風電機的電阻和電感；下標中的s、r分別表示雙饋風電機的定子、轉子；下標中的d、q分別表示直軸、交軸分量；L_m表示雙饋風電機的互感；p為微分算子；s表示轉差率；

然后，聯立公式(1)和公式(2)，消去轉子電流，得到的電壓方程表示如下：

式中，令：

其中，X_ss＞＞R_s，所以雙饋風電機的定子壓降能夠忽略不計，定義雙饋風電機等效暫態內電勢如下：

E'＝U_s-jX_ssI_s (5)

其中，U_s表示雙饋風電機的機端電壓，I_s表示雙饋風電機的定子電流，j代表相位超前90度的符號；

步驟S20、將雙饋風電機的等效暫態內電勢與機端電壓之間的夾角作為雙饋風電機的等效功角，并以此作為雙饋風電機間同調的判別依據，通過比較任意雙饋風電機之間等效功角的受擾軌線，確定風電場同調機群的劃分；具體過程為：

A、由雙饋風電機端口電壓和等效暫態內電勢之間的數學關系，構造雙饋風電機的等效功角為δ_dfig，端口電壓U_s和等效暫態內電勢E'之間的夾角；雙饋風電機的輸出功率與暫態內電勢E'、等效功角δ_dfig之間的定量關系分別如下式所示：

基于等效功角的同調判據，不同雙饋風機功率響應曲線的動態相似程度可用δ_dfig來表征；Q表示雙饋風電機的無功功率；P_es為雙饋風電機的輸出功率；

B、共有M臺雙饋風電機，以等效功角δ_dfig作為觀測量，以兩臺雙饋風電機i、j之間的功角差在研究時段內的最大值|δ_i-δ_j|來反映同調程度，當該值小于規定的閾值ε時，稱這兩臺雙饋風電機為同調機組；按照上述方法遍歷整個風電場中全部M臺雙饋風電機兩兩之間的等效功角差，得到K組同調的風電機組，其中，KM；

步驟S30、以雙饋風電機輸出的有功功率為權重得到等值機的等效暫態內電勢，并將同群的雙饋風電機暫態內電勢母線分別通過復變比移相變壓器連接到等值機的等效暫態內電勢母線；

步驟S30中，設同調機群中雙饋風電機的個數為N，等值機的等效暫態內電勢為：

其中，p_i表示同調機群中第i個雙饋風電機的有功功率；

所述復變比移相變壓器的變比為：

其中，表示同調機群中第i個雙饋風電機的等效暫態內電勢；

步驟S40、計算各等值機的等效參數，通過等效雙饋風電機阻抗將等值機等效暫態內電勢母線連接到等值機。

2.根據權利要求1所述的一種基于等效功角同調的雙饋風電機動態等值方法，其特征在于，步驟S40中，各等值機的等效參數為：

其中，N表示同調機群中雙饋風電機的個數，P表示雙饋風電機的有功功率，X_s表示雙饋風電機的定子電抗，X_r表示雙饋風電機的轉子電抗，H_g表示雙饋風電機中感性發電機的轉子慣性時間常數，H_t表示雙饋風電機中風力機的轉子慣性時間常數，K_s表示雙饋風電機中風力機的軸系剛度系數，下標中的eq分別代表等值機參數。