[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

本發明公開了一種基于等效功角同調的雙饋風電機動態等值方法，包括以下步驟：1、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；2、將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，確定風電場同調機組的劃分；3、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；4、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。

技術領域

本發明涉及新能源發電技術中的風電場等值建模領域，具體涉及一種基于等效功角同調的雙饋風電機動態等值方法。

背景技術

隨著現代電力工業的迅速發展，大規模交直流互聯電力系統出現，多機(上千臺機)、大電網(幾千條線路、幾千條母線)特征越來越突出，這使得電力系統規劃設計和運行方式的計算變得異常的繁瑣復雜。一方面，詳細完成這些計算需要耗費大量的時間和空間，另一方面，受到仿真規模和硬件設備的限制，上述計算難以在實際中實現。為此需要對原始系統進行某種合理的簡化，從而減小系統規模。實際中，對一個大電力系統的動態性能研究一般只對某一個區域最感興趣，該區域稱之為研究系統，而與此區域較遠的區域，研究中只要計及其對研究區域的影響，其內部不必詳細描寫，往往可做降階及簡化，以節省研究的人力和物力，該擬作簡化的區域稱為外部系統。把不需要詳細分析的外部系統進行等值化簡十分必要。

風電作為最具發展潛力和規?；_發的新能源，從20世紀70年代起就受到了世界各國的廣泛關注。隨著風電的迅猛發展，風電場在規模和數目上都出現了爆發性的增長，因此，大規模風電場并網對電力系統的影響也與日俱增。在研究大規模風電接入對電力系統動態特性的影響時，需要一個能準確表征風電場整體動態特性的風電場模型。風電場通常由幾十臺甚至上百臺風電機組組成，其中每一臺風機的模型均達到十幾階，采用詳細模型對風電場進行建模仿真效率將十分低下，因此有必要對大規模風電場進行簡化聚合建模。

目前，大電網中通常將網絡等值到較高的電壓等級上，而把處于較低電壓等級的風電場等值為一個有功功率為負的負荷，這樣的處理忽略掉了風電場的動態特性。而隨著風電技術的迅猛發展，單機容量已經達到兆瓦級，風力發電容量在電網總發電容量中所占比例越來越大，其動態特性對電網運行特性的影響也日益顯著，當進行動態等值時，風電場集中的地區的特性已經不能再簡單的忽略掉，因此，急需深入研究風電場的等值化簡方法。

分群和參數聚合是風電場動態等值的重要內容。目前，如何對風電場同調特性進行判別的相關文獻較少，相關文獻提出按照特征量同調分群的方法，但是該類方法存在特征量的選取是否完備的問題，該方法是否存在普適性是阻礙其應用的瓶頸。基于受擾軌線的相似度分群是對多機系統分群常用的方法，常以發電機的功角作為觀測量，而與同步電機不同的是，雙饋風機中由于電力電子設備的存在，使得其對外的動態特性和傳統同步發電機相差較大，因此在對風電機進行同調判別時，對于采用哪些變量的受擾軌線進行比較還沒有形成共識。此外，由于雙饋風機采用解耦控制，因此對外不體現慣量，其對系統的影響僅僅以發出功率的多少來表征，目前鮮有對于風電機參數聚合的方法研究的相關文獻。因此，急需一種適用于風電場的同調判別以及參數聚合的動態等值方法，以滿足含有大規模風電場的電力系統的動態等值需求。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種基于等效功角同調的雙饋風電機動態等值方法，以實現風電場等值建模過程中雙饋風電機同調機群的精確劃分以及動態參數的合理聚合，能夠大幅降低風電機組的規模并保留風電機組的動態特性。

本發明的目的可以通過如下技術方案實現：

一種基于等效功角同調的雙饋風電機動態等值方法，所述方法包括以下步驟：