[發(fā)明專利]一種針對次同步振蕩的風電并網(wǎng)系統(tǒng)安全運行方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811600781.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109617121B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 王彤;楊京;王增平
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/01;H02P9/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

1.一種針對次同步振蕩的風電并網(wǎng)系統(tǒng)安全運行方法，其特征在于，包括：

獲取對風電并網(wǎng)系統(tǒng)中的間諧波進行實時監(jiān)測所得到的間諧波電流，得到間諧波電流向量；

利用公式計算振蕩傳播因子；k_i(s)為待測發(fā)電機的輸出向量中第i個元素所對應的振蕩傳播因子；|Δy_i|為待測發(fā)電機的輸出向量中第i個元素的幅值，其中r表示m×r階矩陣傳遞函數(shù)W(s)的列數(shù)；Δu_j為間諧波電流向量的第j個元素；||Δu||₂為間諧波電流向量的二范數(shù)；W_ij(s)為間諧波電流向量的第j個元素到待測發(fā)電機的輸出向量中第i個元素的正弦響應；

判斷所述振蕩傳播因子是否大于預設閾值，得到判斷結果；

當所述判斷結果表示大于時，確定次同步振蕩傳播到所述待測發(fā)電機，將引起次同步振蕩的風機從所述風電并網(wǎng)系統(tǒng)中切除；

當所述判斷結果表示小于或等于時，確定次同步振蕩僅在風機組范圍內(nèi)傳播，調(diào)整風機組的運行參數(shù)抑制所述間諧波。

2.根據(jù)權利要求1所述的針對次同步振蕩的風電并網(wǎng)系統(tǒng)安全運行方法，其特征在于，所述間諧波電流向量的第j個元素到待測發(fā)電機的輸出向量中第i個元素的正弦響應的確定方法為：

建立雙饋風機的動態(tài)模型；

將所述雙饋風機的動態(tài)模型線性化，得到風電系統(tǒng)小干擾模型；

對所述風電系統(tǒng)小干擾模型進行拉氏變換，并設定初始條件為零，得到待測發(fā)電機的輸出向量與間諧波電流向量之間的矩陣傳遞函數(shù)，其中W_ij(s)為所述矩陣傳遞函數(shù)中的元素。

3.根據(jù)權利要求2所述的針對次同步振蕩的風電并網(wǎng)系統(tǒng)安全運行方法，其特征在于，所述建立雙饋風機的動態(tài)模型，具體包括：

構建異步發(fā)電機的動態(tài)模型

其中，E′_d為定子暫態(tài)電勢的d軸分量，U_dr為轉子繞組電壓的d軸分量，E_q′為定子暫態(tài)電勢的q軸分量、U_qr為轉子繞組電壓的q軸分量；I_ds和I_qs分別為定子繞組電流的d軸、q軸分量，s為轉差率，R_r為轉子繞組電阻，X_m為激磁電抗，X_rr為轉子電抗，X_rr＝X_m+X_r，其中X_r為轉子漏抗，T_J為電機慣性時間常數(shù)，P_e為電磁功率，P_m為機械功率，D為阻尼系數(shù)，s₀為穩(wěn)態(tài)時的轉差率，ω₀為同步角頻率；

考慮直流電壓動態(tài)特性，構建中間電容器的動態(tài)模型

其中，P_r為轉子側變流器輸出到中間電容器的有功功率，P_r3為網(wǎng)側變流器輸出到交流側的有功功率；C為中間電容器的電容值，U_dc為電容器的直流電壓；

構建濾波電抗的模型

其中，I_dr3為網(wǎng)側變流器交流側電流的d軸分量，U_d1為網(wǎng)側變流器交流側電壓的d軸分量，I_qr3為網(wǎng)側變流器交流側電流的q軸分量，U_q1為網(wǎng)側變流器交流側電壓的q軸分量，X_r3為濾波電抗值；U_ds和U_qs分別為定子電壓d軸和q軸分量；

構建轉子側變流器的動態(tài)模型

其中，x₁、x₂、x₃和x₄為引入的狀態(tài)變量，K_i1、K_i2、K_i3和K_i4為相應PI控制器的積分系數(shù)，P_s和Q_s分別為定子輸出的有功功率和無功功率，I_dr和I_qr分別為轉子繞組電流的d軸、q軸分量；P_s^*和Q_s^*分別為定子輸出的有功功率參考值和無功功率參考值，和分別為轉子繞組電流的d軸分量參考值和q軸分量參考值；

構建網(wǎng)側變流器的動態(tài)模型

其中，x₅、x₆和x₇為引入的狀態(tài)變量，K_i5、K_i6和K_i7相應PI控制器的積分系數(shù)；為電容器的直流電壓參考值，為網(wǎng)側變流器交流側電流的d軸分量參考值，為網(wǎng)側變流器交流側電流的q軸分量參考值。