[發明專利]一種考慮系統小干擾穩定特性的場站級風電機組等值方法

有效

• 申請號: 202010770556.4
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111884259B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 辛煥海;王康;李立;何君毅;張青蕾;周瑀涵;李子恒;陳敏
• 申請（專利權）人: 浙江大學;國網陜西省電力公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/00
• 代理公司: 深圳國聯專利代理事務所(特殊普通合伙) 44465
• 代理人: 晏達峰

1.一種考慮系統小干擾穩定特性的場站級風電機組等值方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一、針對風電場站，將系統端口的輸入輸出特性線性化，得到頻域下的系統閉環特征方程，將網絡節點按風機、無源和無窮大三種類型劃分，利用舒爾補將方程推導至包含拓展導納矩陣Y_neq的形式；

步驟二、根據拓展導納矩陣Y_neq的特征值將多饋入電力系統解耦為多個單饋入電力系統，將Y_neq的特征值和風機設備矩陣在系統主導特征根對應頻率下的特征值進行對比，對整個風機設備進行分群聚類，將系統分為對整體小干擾特性影響較大的保留系統以及影響較小的聚合系統，保留系統是原方程中不做任何處理的部分，聚合系統則可以利用基本的數學近似合并得到；

步驟三、在保證風機容量前后一致及保證聯絡線路參數呈感性的情況下進行降階后模型的參數計算，得到統一結構下的風電場等值模型。

2.根據權利要求1所述的一種考慮系統小干擾穩定特性的場站級風電機組等值方法，其特征在于：所述步驟一中將系統視為由“相似的”多個風機組成，交流電網相互連通且成感性，且網絡中電阻和電容均遠小于電感，同時穩態時風機間聯絡線上的傳輸功率遠小于其傳輸極限。

3.根據權利要求2所述的一種考慮系統小干擾穩定特性的場站級風電機組等值方法，其特征在于：所述步驟一中閉環特征方程可表示為：

det(Y_tur(s)+Y_net(s))＝0

式中：

其中：

Y_tur(s)為設備側在全局坐標系下的導納矩陣；S_g＝diag[S_g1,…,S_gn]為直驅風機的基準容量；Y_PED(s)＝diag[Y_PED1(s),…,Y_PEDn(s)]為直驅風機的等值導納矩陣，基于假設，Y_PED(s)的每個對角元素是相等的；為方便處理，無窮大電網在設備側的對應部分用Y_G表示；Y_PED(s)和Y_G均為二階方陣；Y_net(s)為網絡側的導納矩陣，下標g、G、o分別代表風機節點、無窮大節點、無源節點，并按機組連接節點和無源節點劃分為4個分塊矩陣；γ(s)為頻域下的系數矩陣，

4.根據權利要求3所述的一種考慮系統小干擾穩定特性的場站級風電機組等值方法，其特征在于：所述步驟一中利用舒爾補去掉特征方程中的無源節點后，特征方程可化為：

其中，

5.根據權利要求3所述的一種考慮系統小干擾穩定特性的場站級風電機組等值方法，其特征在于：所述步驟一中包含拓展導納矩陣Y_neq的方程形式為：

其中：

W^-1Y_neqW＝Λ＝diag(λ_i)

Y₁₁為風機節點間的節點導納矩陣，λ_i為等效單饋入系統的短路比，其最小值為廣義短路比gSCR，

經過推導，原閉環特征方程可以采用以下形式表示：

式中：

m_i＝a_i·b_i

a_i為Y₂₁W＝[a₁,…,a_n]的第i個元素，b_i為W^-1S_B^-1Y₁₂＝[b₁,…,b_n]^T的第i個元素。