[發明專利]一種針對次同步振蕩的風電并網系統安全運行方法及系統

有效

• 申請號: 201811600781.2
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109617121B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（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

本發明公開一種針對次同步振蕩的風電并網系統安全運行方法及系統。該方法包括：獲取對風電并網系統中的間諧波進行實時監測所得到的間諧波電流，得到間諧波電流向量；以間諧波電流向量為輸入計算振蕩傳播因子；判斷振蕩傳播因子是否大于預設閾值，得到判斷結果；當判斷結果表示大于時，確定次同步振蕩傳播到待測發電機，將引起次同步振蕩的風機從風電并網系統中切除；當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傳播，調整風機組的運行參數抑制間諧波。本發明的針對次同步振蕩的風電并網系統安全運行方法及系統，能夠對次同步振蕩進行監測并在次同步振蕩發生時保證風電并網系統的安全運行。

技術領域

本發明涉及電網安全運行領域，特別是涉及一種針對次同步振蕩的風電并網系統安全運行方法及系統。

背景技術

風電，光伏等新能源電源已經成為電力系統中的重要組成部分。隨著新能源比例的不斷提高，由于新能源接入而導致的電力系統穩定性問題得到了廣泛的關注。風能是新能源發電的最佳解決方案之一。目前雙饋感應風力發電機和直驅永磁風機為風電場中的主流機型。為了提高風電并網電力系統的穩定性和可靠性，有必要對含風電電力系統中的次同步振蕩現象進行更深入的研究。

雙饋風機(DoublyFed Induction Generator,DFIG)轉子側和網側變流器中含有大功率電力電子器件，在風速的隨機變化引起雙饋風力發電機轉子勵磁電流的頻率變化時，轉換或調節過程中由于開關效應，轉子電流頻率與電網頻率共同作用會導致DFIG電流中存在次同步頻率的間諧波。間諧波電流注入到電網后，會引起電壓、電流和功率的振蕩，引發各種故障以及電力系統的不穩定。次同步振蕩在電力網絡中的振蕩幅值大，持續時間長，可能損害電力設備甚至危害電力系統的安全穩定運行。如何對次同步振蕩進行監測并在次同步振蕩發生時保證風電并網系統的安全運行成為目前亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種針對次同步振蕩的風電并網系統安全運行方法及系統，對次同步振蕩進行監測并在次同步振蕩發生時保證風電并網系統的安全運行。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種針對次同步振蕩的風電并網系統安全運行方法，包括：

獲取對風電并網系統中的間諧波進行實時監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|為待測發電機的輸出向量中第i個元素的幅值，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；W_ij(s)為間諧波電流向量的第j個元素到待測發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電機，將引起次同步振蕩的風機從所述風電并網系統中切除；

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傳播，調整風機組的運行參數抑制所述間諧波。

可選的，所述間諧波電流向量的第j個元素到待測發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模型；

將所述雙饋風機的動態模型線性化，得到風電系統小干擾模型；

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

可選的，所述建立雙饋風機的動態模型，具體包括：