[發(fā)明專利]一種考慮系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定特性的場站級風電機組等值方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010770556.4
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN111884259B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)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(quán)）人: 浙江大學;國網(wǎng)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(lián)專利代理事務所(特殊普通合伙) 44465
• 代理人: 晏達峰

本發(fā)明屬于輸變電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及公開了一種考慮系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定特性的場站級風電機組自適應等值方法，包括以下步驟：步驟一、針對風電場站，將機組的小干擾阻抗模型折算到外電網(wǎng)回路并利用廣義短路比解耦；步驟二、用廣義短路比算出系統(tǒng)的主導特征根，根據(jù)主導模態(tài)下設備側(cè)特征根和系統(tǒng)等效單饋入短路比的大小關(guān)系，確定在該模態(tài)下機組的分群與聚合，將風機分為聚合系統(tǒng)和保留系統(tǒng)，保留系統(tǒng)的數(shù)量與系統(tǒng)參數(shù)、主導模態(tài)頻率有關(guān)；步驟三、進行降階后模型的參數(shù)計算，構(gòu)建等值模型；從小干擾穩(wěn)定特性的角度對風電場站進行了等值，保證等值前后系統(tǒng)主導模態(tài)的一致性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于輸變電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種考慮系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定特性的場站級風電機組自適應等值方法。

背景技術(shù)

隨著全球能源短缺和環(huán)境問題的日益加劇，以電力電子裝置為并網(wǎng)接口的風電、光伏占比增高，對應交流電網(wǎng)強度相對變?nèi)酰觿⌒履茉丛O備間、設備與交流電網(wǎng)耦合，產(chǎn)生一系列寬頻帶振蕩問題。

目前，新能源引起的寬頻帶振蕩問題一般從小干擾穩(wěn)定角度進行分析。然而，由于寬頻帶振蕩問題需要考慮新能源并網(wǎng)系統(tǒng)的多時間尺度動態(tài)特性，導致小干擾模型階數(shù)較高，特別是難以對大規(guī)模新能源并網(wǎng)系統(tǒng)進行詳細的建模分析。因此，風電場站的等值技術(shù)日益受到關(guān)注。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種考慮系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定特性的場站級風電機組自適應等值方法，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，從主導模態(tài)保持的角度對風電場進行簡化和等值，能有效保持等值前后系統(tǒng)主導模態(tài)不變。

為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：

一種考慮系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定特性的場站級風電機組自適應等值方法，包括以下步驟：

步驟一、針對風電場站，將系統(tǒng)端口的輸入輸出特性線性化，得到頻域下的系統(tǒng)閉環(huán)特征方程，將網(wǎng)絡節(jié)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(jù)拓展導納矩陣Y_neq的特征值將多饋入電力系統(tǒng)解耦為多個單饋入電力系統(tǒng)，將Y_neq的特征值和風機設備矩陣在系統(tǒng)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(tǒng)分為對整體小干擾特性影響較大的保留系統(tǒng)以及影響較小的聚合系統(tǒng)，保留系統(tǒng)是原方程中不做任何處理的部分，具體數(shù)目由特征值對比的結(jié)果確定，聚合系統(tǒng)則可以利用基本的數(shù)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(lián)絡線路參數(shù)呈感性的情況下進行降階后模型的參數(shù)計算，得到統(tǒng)一結(jié)構(gòu)下的風電場等值模型。

進一步，所述步驟一中將系統(tǒng)視為由“相似的”多個風機組成，交流電網(wǎng)相互連通且成感性，且網(wǎng)絡中電阻和電容均遠小于電感，同時穩(wěn)態(tài)時風機間聯(lián)絡線上的傳輸功率遠小于其傳輸極限。

進一步，所述步驟一中閉環(huán)特征方程可表示為：

det(Y_tur(s)+Y_net(s))＝0

式中：

其中：