[發(fā)明專利]確定含永磁風機電力系統(tǒng)機電振蕩源的節(jié)點模式能量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110416760.0
• 申請日: 2021-04-19
• 公開（公告）號: CN113162113B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉鋮;蔡國偉;于思瑤;羅遠翔;王旭;胥冬洋
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

本發(fā)明的一種確定含永磁風機電力系統(tǒng)機電振蕩源的節(jié)點模式能量方法，其特點是，通過采用建立電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定分析微分代數(shù)方程、對系統(tǒng)狀態(tài)方程在小擾動下求解、對發(fā)電機電磁功率計算、對發(fā)電機電磁功率變化量ΔP_E進行線性化計算、對小擾動下同步發(fā)電機內節(jié)點模式能量計算和對小擾動下同步發(fā)電機內節(jié)點模式能量角度計算步驟，對含高滲透率永磁風機電力系統(tǒng)的振蕩機理進行分析，能夠準確確定系統(tǒng)中的振蕩源，通過確定振蕩源探究永磁風機對系統(tǒng)低頻振蕩的影響。具有方法科學合理，適用性強，效果佳等優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃與運行領域，是一種確定含永磁風機電力系統(tǒng)機電振蕩源的節(jié)點模式能量方法，特別適用于對含高滲透率永磁風機并網電力系統(tǒng)進行低頻振蕩機理的分析。

背景技術

隨著互聯(lián)電網的急速發(fā)展，越來越多的新能源發(fā)電裝置接入電網。風電作為一種高效、便捷的可再生能源，正逐步的擴大其在電網中的滲透率。其中永磁風機(Permanentmagnet synchronous generator,PMSG)以結構簡單、價格低廉、維修便捷、可實現(xiàn)有功功率和無功功率完全解耦的特點被廣泛的應用在風力發(fā)電中。低頻振蕩是電力系統(tǒng)面臨的重大威脅之一，它的振蕩頻率低、周期長，當電網發(fā)生低頻振蕩事故時，可能會導致大規(guī)模的停電，嚴重的威脅著電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。而永磁風機的大規(guī)模接入會加劇低頻振蕩問題對電網的威脅，此時電力系統(tǒng)的低頻振蕩問題變得更加復雜。故對于高滲透率永磁風機并網電力系統(tǒng)來說，及時找到振蕩源十分重要。迄今未見有關確定含永磁風機電力系統(tǒng)機電振蕩源的節(jié)點模式能量方法的文獻報導和實際使用。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的問題是：針對高滲透率永磁風機并網的電力系統(tǒng)存在的問題，提供一種科學合理，適用性強，效果佳的確定含永磁風機電力系統(tǒng)機電振蕩源的節(jié)點模式能量方法，用所述的方法對含高滲透率永磁風機電力系統(tǒng)的振蕩機理進行分析，能夠準確確定振蕩源。

采用的技術方案是：一種確定含永磁風機電力系統(tǒng)機電振蕩源的節(jié)點模式能量方法，其特征是，它包括以下步驟：

1)建立電力系統(tǒng)的小干擾穩(wěn)定分析微分代數(shù)方程

其中：ΔM—n維狀態(tài)變量；k₁、k₂、k₃、k₄—系數(shù)矩陣；Δu—節(jié)點電壓的幅值和角度增量；

2)對系統(tǒng)狀態(tài)方程在小擾動下求解

其中：Δm_k(t)—系統(tǒng)狀態(tài)方程在小擾動下的解；β₁,β₂,…,β_z—特征值；z—特征值數(shù)量；k—節(jié)點數(shù)量；c1,c2,…,c3—系數(shù)；

3)對發(fā)電機電磁功率計算

P_E＝E_q′u_ksinδ/x (3)

其中：P_E—發(fā)電機電磁功率；E_q′—發(fā)電機q軸暫態(tài)電勢；u_k—發(fā)電機內節(jié)點k電壓；δ—發(fā)電機功角；x—發(fā)電機d軸暫態(tài)電抗；

4)對發(fā)電機電磁功率變化量ΔP_E進行線性化計算

ΔP_E＝E_q′(Δu₁sinδ₀+Δδu₁₀cosδ₀)/x (4)