[發(fā)明專利]一種新能源并網(wǎng)系統(tǒng)振蕩耦合頻率的確定方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810279501.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108646092B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李光輝;王偉勝;劉純;何國(guó)慶;汪海蛟;劉可可;高麗萍;孫艷霞;張興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)山東省電力公司
• 主分類號(hào): G01R23/02
• 分類號(hào): G01R23/02
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

本發(fā)明提供了一種新能源并網(wǎng)系統(tǒng)振蕩耦合頻率的確定方法和裝置，先根據(jù)新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的三相電流頻域值和三相電壓頻域穩(wěn)態(tài)值確定新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的功率頻域諧波分量；然后根據(jù)三相電流頻域穩(wěn)態(tài)值和三相電壓頻域值確定新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的功率擾動(dòng)分量與振蕩耦合頻率之間的關(guān)系；最后根據(jù)功率頻域諧波分量和功率擾動(dòng)分量確定振蕩耦合頻率，降低了振蕩頻率抑制措施的成本，且抑制效果明顯。本發(fā)明基于功率耦合作用機(jī)理，通過(guò)對(duì)新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的三相電壓頻域值和三相電流頻域值進(jìn)行卷積處理，得到新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的功率頻域值，在新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的振蕩頻率已知的情況下可快速得到新能源并網(wǎng)系統(tǒng)振蕩耦合頻率可為新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的分析和抑制措施制定提供有利的理論依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源并網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新能源并網(wǎng)系統(tǒng)振蕩耦合頻率的確定方法和裝置。

背景技術(shù)

當(dāng)前，在能源緊缺、環(huán)境污染以及氣候變暖等全球性問(wèn)題日益嚴(yán)峻的形式下，大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用風(fēng)、光等可再生能源成為世界各國(guó)能源戰(zhàn)略的重要選擇。然而，隨著可再生能源發(fā)電裝機(jī)占比急劇增大、接入同步電網(wǎng)逐級(jí)弱化，正導(dǎo)致電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性特征發(fā)生深刻變化，大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)次同步/超同步振蕩現(xiàn)象頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2015年以來(lái)，中國(guó)新疆哈密風(fēng)電基地送端電網(wǎng)在正常運(yùn)行工況下多次發(fā)生次/超同步振蕩，甚至引發(fā)200公里以外的多臺(tái)高壓直流配套火電機(jī)組扭振保護(hù)動(dòng)作跳機(jī)，截止目前，因振蕩導(dǎo)致的系統(tǒng)穩(wěn)控動(dòng)作累計(jì)111次，單次最大切除風(fēng)電容量500MW，直接損失發(fā)電量超過(guò)50GWh，系統(tǒng)振蕩頻率為75Hz和25Hz兩個(gè)頻率。

2012年下半年，中國(guó)沽源地區(qū)風(fēng)電基地串補(bǔ)投運(yùn)后，在220kV風(fēng)電系統(tǒng)正常送出情況下，發(fā)生了多次諧振現(xiàn)象，系統(tǒng)振蕩頻率為6～8Hz。系統(tǒng)振蕩對(duì)新能源電力的送出，以及主變、串補(bǔ)和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行和壽命帶來(lái)不利影響。

針對(duì)大規(guī)模新能源并網(wǎng)振蕩事故，首先任務(wù)是揭示系統(tǒng)振蕩機(jī)理及演化規(guī)律，基于對(duì)振蕩機(jī)理分析計(jì)算，制定科學(xué)合理的振蕩抑制措施。中國(guó)華北沽源地區(qū)大規(guī)模風(fēng)電振蕩脫網(wǎng)事故中，系統(tǒng)振蕩頻率為8Hz單頻率，因此在分析系統(tǒng)振蕩原因主要分析在8Hz系統(tǒng)的穩(wěn)定性；然而在中國(guó)新疆哈密地區(qū)大規(guī)模風(fēng)電振蕩脫網(wǎng)事故中，系統(tǒng)的振蕩頻率為75Hz和25Hz兩個(gè)頻率，并且隨著風(fēng)電場(chǎng)出力水平的變化以及系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變，系統(tǒng)振蕩頻率變成73Hz和27Hz，然而系統(tǒng)振蕩仍然是兩個(gè)頻率，在確定該振蕩事故機(jī)理時(shí)，面臨的首個(gè)問(wèn)題是確定系統(tǒng)振蕩激勵(lì)的振蕩頻率。現(xiàn)有技術(shù)中缺乏對(duì)新能源并網(wǎng)系統(tǒng)振蕩耦合頻率的定量計(jì)算的相關(guān)研究，導(dǎo)致振蕩頻率抑制措施成本大，抑制效果差。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺乏新能源并網(wǎng)系統(tǒng)振蕩耦合頻率而導(dǎo)致的振蕩頻率抑制措施投資大且抑制效果差的不足，本發(fā)明提供一種新能源并網(wǎng)系統(tǒng)振蕩耦合頻率的確定方法和裝置，先根據(jù)新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的三相電流頻域值和三相電壓頻域穩(wěn)態(tài)值確定新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的功率頻域諧波分量；然后根據(jù)三相電流頻域穩(wěn)態(tài)值和三相電壓頻域值確定新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的功率擾動(dòng)分量與振蕩耦合頻率之間的關(guān)系；最后根據(jù)功率頻域諧波分量和功率擾動(dòng)分量確定振蕩耦合頻率，本發(fā)明給出新能源并網(wǎng)系統(tǒng)振蕩耦合頻率具體的確定過(guò)程，降低了振蕩頻率抑制措施的成本，且抑制效果明顯。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供一種新能源并網(wǎng)系統(tǒng)振蕩耦合頻率的確定方法，包括：

根據(jù)新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的三相電流頻域值和三相電壓頻域穩(wěn)態(tài)值確定新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的功率頻域諧波分量；

根據(jù)三相電流頻域穩(wěn)態(tài)值和三相電壓頻域值確定新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的功率擾動(dòng)分量與振蕩耦合頻率之間的關(guān)系；

根據(jù)功率頻域諧波分量和功率擾動(dòng)分量確定振蕩耦合頻率。

所述根據(jù)新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的三相電流頻域值和三相電壓頻域穩(wěn)態(tài)值確定新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的功率頻域諧波分量，包括：