[發明專利]一種用于雙饋風電場等值模型功率恢復控制參數優化方法

有效

• 申請號: 202110258679.4
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112886586B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 安軍;蔣振國;周慶鋒;劉征帆;金宏;季軼;王玉鵬;段方維;楊瀅璇
• 申請（專利權）人: 東北電力大學;國網遼寧省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/48;G06F30/20
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發明是一種用于雙饋風電場等值模型功率恢復控制參數優化方法，其特點是，首先建立了暫態響應下雙饋風電場有功控制模型，并根據雙饋風電場所激發出動態響應提出不同擾動工況下的場景分類原則，其次在不同擾動場景下通過搭建的雙饋風電場仿真系統模型進行仿真試驗，揭示風電場并網側輸出特性與各風電機組輸出特性的關聯關系，確定不同運行工況下雙饋風電機組等值模型功率恢復斜率控制參數，實現對不同場景下的有功功率恢復控制參數優化整定；最后通過對比不同擾動場景下參數優化后等值模型仿真結果與并網側軌跡的差異度，確定不同擾動場景下參數優化后的有效性。具有科學合理，適用性強，效果佳等優點。

技術領域

本發明涉及電力系統中風電場仿真驗證的應用領域，是一種用于雙饋風電場等值模型功率恢復控制參數優化方法。

背景技術

在現有技術中，隨著電網中風電比例的不斷增加，含高比例可再生能源和高比例電力電子裝置的雙高系統將對電力系統的安全穩定運行、電能質量、電壓和頻率控制等帶來巨大的沖擊，電力系統的動態特性也發生了質的改變。雙饋風電機組中包含獨立控制的雙向功率換流器進而控制輸入電網的有功、無功功率，這導致其穩態時的運行特性和受擾后的暫態特性都較火電機組復雜得多。為了保證電網運行的可靠性，同時制定新的電網規劃、設計和運營策略，需要通過電力系統仿真工具模擬風電機組對電網故障的運行工況，還原電力系統真實的動態行為。因此，建立可靠的雙饋風電場暫態響應下的功率控制模型成為電網穩定性分析及相應控制策略制定的重要影響因素。

電力系統在故障切除后電壓迅速上升，雙饋風電機組的電氣量會發生劇烈電磁振蕩，為了限制振蕩的幅度，保護風電機組的安全，其電流增長的速度將會被限制，從而使得有功功率的爬坡速度也受到限制。當故障切除后，雙饋風電場有功功率不會直接恢復穩態值，而是具有明顯的按斜率恢復特性，并且廠家根據實際工程需要，對不同型號風電機組設置的恢復斜率并不相同；其次場內每臺風電機組都有自己獨立的功率控制系統，當風電機組機端電壓或有功跌落達一定幅度時，在故障切除時會激發起有功功率的恢復特性，有功功率將按預定恢復斜率逐漸回升至初始狀態，否則有功恢復斜率特性將不被激發。因此，在不同擾動工況下對雙饋風電場等值模型中的功率控制參數進行優化整定具有重要的意義。

迄今未見有關一種用于雙饋風電場等值模型功率恢復控制參數優化方法的文獻報道和實際應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種科學合理，適用性強，效果佳的用于雙饋風電場等值模型功率恢復控制參數優化方法，旨在準確描述不同擾動工況下雙饋風電場真實動態行為，通過基于實測軌跡中有效的動態特征建立暫態響應下的雙饋風電場有功控制模型，根據雙饋風電場所激發出動態響應對不同擾動工況進行場景分類，并在不同擾動場景下對控制參數的優化整定，確定暫態響應后雙饋風電場等值模型中有功功率恢復控制參數，提高雙饋風電場等值模型的仿真精度以及并網的可信度，為電力系統仿真驗證工作提供科學合理的依據。

解決技術問題采用的技術方案是：一種用于雙饋風電場等值模型功率恢復控制參數優化方法，其特征是，它包括以下內容：

1)建立暫態響應下雙饋風電場有功控制模型

基于風電場真實的運行規律，考慮輸出外特性的物理含義，建立雙饋風電場有功控制模型，所述雙饋風電場有功控制模型為簡化勵磁系統動態過程后的變流器控制模型，且模型中不包含發電機轉子的機械狀態變量，通過從電力系統中讀取電壓值，并根據電氣控制部分提供的控制變量，計算注入并網點的有功電流，由于受到電力系統故障影響，為防止低電壓對電力系統的不利影響，在模型中增加低電壓有功功率控制邏輯，使機組有功功率經過斜率恢復最后重新進入穩態，有功電流控制方程為式(1)：