[發(fā)明專利]雙饋風(fēng)機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定控制方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備和介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110309975.2
• 申請(qǐng)日: 2021-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN112928781B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐王倩云;周保榮;洪潮;劉宇明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司;中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02J3/50
• 分類號(hào): H02J3/50;H02J3/48;H02J3/40;H02J3/24;H02P9/00;H02P21/00;H02P101/15
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利商標(biāo)代理有限公司 44202
• 代理人: 麥小嬋;郝傳鑫

本發(fā)明提供了一種雙饋風(fēng)機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定控制方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)，所述方法包括獲取預(yù)設(shè)測量點(diǎn)的電壓幅值和相位值、風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)的無功值和相位值、預(yù)設(shè)測量點(diǎn)與風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)間的阻抗值、以及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的電流指令值后，根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的d軸電流指令值、預(yù)設(shè)測量點(diǎn)與風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)間的阻抗值，及預(yù)設(shè)測量點(diǎn)的電壓幅值和相位值得到等效電勢(shì)相位邊界判斷值，且根據(jù)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的d軸電流指令值和q軸電流指令值，及風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)的相位值得到實(shí)際等效電勢(shì)相位值，并根據(jù)實(shí)際等效電勢(shì)相位值和等效電勢(shì)相位邊界判斷值判斷是否存在失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，存在失穩(wěn)時(shí)進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定控制。本發(fā)明有效解決了風(fēng)電機(jī)組自身功角暫態(tài)穩(wěn)定控制問題，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙饋風(fēng)機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定控制方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著“碳達(dá)峰”“碳中和”目標(biāo)提出，風(fēng)力發(fā)電作為最具規(guī)模化開發(fā)條件的新能源利用方式得以快速發(fā)展，風(fēng)電機(jī)組并逐步成為電力系統(tǒng)中的主力電源。雖然，風(fēng)電機(jī)組與同步發(fā)電機(jī)的物理和控制結(jié)構(gòu)迥異，但暫態(tài)擾動(dòng)下風(fēng)電組主導(dǎo)的電力系統(tǒng)也會(huì)存在暫態(tài)穩(wěn)定問題，且其穩(wěn)定問題相較于同步發(fā)電機(jī)主導(dǎo)的電力系統(tǒng)也更為復(fù)雜。為了保證暫態(tài)過程中風(fēng)電機(jī)組維持不脫網(wǎng)運(yùn)行并向電力系統(tǒng)提供一定支持，勢(shì)必對(duì)風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)穩(wěn)定控制提出新的需求。

現(xiàn)有的風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)穩(wěn)定控制優(yōu)化通常從以下三個(gè)方面展開：一是基于風(fēng)機(jī)自身硬件承受能力，通過軟件或硬件切換控制使得風(fēng)機(jī)物理儲(chǔ)能狀態(tài)(如交流電流/直流電壓/機(jī)械轉(zhuǎn)速)不超過硬件承受能力，如撬棒、直流卸荷回路、緊急變槳、限流等控制策略；二是在確保自身不過載前提下，通過向系統(tǒng)提供額外的有功或無功調(diào)節(jié)能力實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的頻率或電壓的支撐，如慣量控制或無功電流注入控制等；三是從提升同步機(jī)功角穩(wěn)定性方面進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)穩(wěn)定控制優(yōu)化。上述三類風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)穩(wěn)定控制技術(shù)主要關(guān)注風(fēng)電機(jī)組自身應(yīng)力、對(duì)系統(tǒng)無功電壓和有功功率的支持，及對(duì)同步機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定的提升，并未考慮風(fēng)電機(jī)組自身在電力系統(tǒng)中的功角穩(wěn)定問題。但，有研究表明基于鎖相同步控制的風(fēng)電機(jī)組可能因其內(nèi)電勢(shì)相位越過穩(wěn)定邊界，而導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組鎖相環(huán)節(jié)無穩(wěn)定工作點(diǎn)，進(jìn)而失去穩(wěn)定甚至脫網(wǎng)，且上述現(xiàn)有風(fēng)電機(jī)組暫態(tài)穩(wěn)定控制技術(shù)均不能有效解決風(fēng)電機(jī)組自身在電力系統(tǒng)中的功角暫態(tài)穩(wěn)定問題。

因此，亟需提供一種有效解決風(fēng)電機(jī)組自身在電力系統(tǒng)中的功角暫態(tài)穩(wěn)定問題，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種從雙饋風(fēng)機(jī)主導(dǎo)的電力系統(tǒng)穩(wěn)定機(jī)理出發(fā)，有效解決風(fēng)電機(jī)組自身在電力系統(tǒng)中的功角暫態(tài)穩(wěn)定問題，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，有必要針對(duì)上述技術(shù)問題，提供了一種雙饋風(fēng)機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定控制方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)設(shè)備和存儲(chǔ)介質(zhì)。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種雙饋風(fēng)機(jī)暫態(tài)穩(wěn)定控制方法，所述方法包括以下步驟：

獲取預(yù)設(shè)測量點(diǎn)的電壓幅值和相位值、風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)的無功值和相位值、預(yù)設(shè)測量點(diǎn)與風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)間的阻抗值、以及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的電流指令值；所述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的電流指令值包括風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的d軸電流指令值和q軸電流指令值；

根據(jù)所述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的d軸電流指令值、所述預(yù)設(shè)測量點(diǎn)與風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)間的阻抗值、以及所述預(yù)設(shè)測量點(diǎn)的電壓幅值和相位值，得到等效電勢(shì)相位邊界判斷值；

根據(jù)所述風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的d軸電流指令值和q軸電流指令值、以及所述風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)的相位值，得到實(shí)際等效電勢(shì)相位值；

根據(jù)所述等效電勢(shì)相位邊界判斷值和所述實(shí)際等效電勢(shì)相位值，判斷是否存在失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)；

當(dāng)存在失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，進(jìn)行暫態(tài)穩(wěn)定控制。

進(jìn)一步地，所述獲取預(yù)設(shè)測量點(diǎn)的電壓幅值和相位值、風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)的無功值和相位值、預(yù)設(shè)測量點(diǎn)與風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)間的阻抗值、以及風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的電流指令值的步驟包括：