[發(fā)明專利]一種風(fēng)電場次同步振蕩風(fēng)險評估、抑制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110757402.6
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113346523B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶順;閆亞楠;管尚書;宋一丹;劉云博
• 申請（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/38
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 李靜玉

1.一種風(fēng)電場次同步振蕩風(fēng)險評估、抑制方法，其特征在于，所述風(fēng)電場由多個直驅(qū)風(fēng)機構(gòu)成，包括如下：

對于每個直驅(qū)風(fēng)機，將所述直驅(qū)風(fēng)機等效為電壓源型逆變器，建立直驅(qū)風(fēng)機的小信號模型，并對所述小信號模型進行基于特征值的穩(wěn)定性分析，得到不同機組數(shù)量、不同風(fēng)速下的次同步振蕩頻率與阻尼；

基于不同機組數(shù)量、不同風(fēng)速下的次同步振蕩頻率與阻尼，擬合機組數(shù)量與臨界風(fēng)速的變化曲線，基于機組數(shù)量與臨界風(fēng)速的變化曲線、切入風(fēng)速，確定直驅(qū)風(fēng)機的風(fēng)險風(fēng)速區(qū)間；

對連續(xù)風(fēng)速狀態(tài)及運行機組數(shù)量進行預(yù)設(shè)時間間隔的離散時序化模擬，得到多個模擬采樣時刻的風(fēng)速狀態(tài)及運行機組數(shù)量；

利用多個模擬采樣時刻的風(fēng)速狀態(tài)及運行機組數(shù)量，對風(fēng)電場運行狀態(tài)進行多次模擬，在每次模擬后，計算當(dāng)前模擬的風(fēng)險系數(shù)、風(fēng)險期望估計值、差異系數(shù)，評估風(fēng)電場次同步振蕩風(fēng)險；

基于連續(xù)模擬采樣時刻的風(fēng)險期望估計值，擬合風(fēng)險期望估計值與切入風(fēng)速曲線，根據(jù)預(yù)設(shè)風(fēng)險期望閾值、風(fēng)險期望估計值與切入風(fēng)速曲線，調(diào)整切入風(fēng)速。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場次同步振蕩風(fēng)險評估、抑制方法，其特征在于，所述建立直驅(qū)風(fēng)機的小信號模型的過程，包括：

根據(jù)最大功率點跟蹤原理、直驅(qū)風(fēng)機及其機側(cè)變流器的功率損耗，得到所述電壓源型逆變器直流側(cè)輸入功率；

基于所述電壓源型逆變器的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制器結(jié)構(gòu)，通過并網(wǎng)點電流方程引入機組數(shù)量，得到關(guān)于多狀態(tài)變量及多代數(shù)變量的小信號模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場次同步振蕩風(fēng)險評估、抑制方法，其特征在于，所述基于不同機組數(shù)量、不同風(fēng)速下的次同步振蕩頻率與阻尼，擬合機組數(shù)量與臨界風(fēng)速的變化曲線的過程，包括：

基于不同機組數(shù)量、不同風(fēng)速下的次同步振蕩頻率與阻尼，利用最小二乘法多項式，得到每個機組數(shù)量對應(yīng)的阻尼與風(fēng)速的變化曲線；

基于每個機組數(shù)量對應(yīng)的阻尼與風(fēng)速的變化曲線，利用最小二乘法多項式，擬合機組數(shù)量與臨界風(fēng)速的變化曲線。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場次同步振蕩風(fēng)險評估、抑制方法，其特征在于，所述基于機組數(shù)量與臨界風(fēng)速的變化曲線、切入風(fēng)速，確定直驅(qū)風(fēng)機的風(fēng)險風(fēng)速區(qū)間的過程，包括：

將低于機組數(shù)量與臨界風(fēng)速的變化曲線下方的風(fēng)速確定為風(fēng)險風(fēng)速；

根據(jù)大于切入風(fēng)速的風(fēng)險風(fēng)速、切入風(fēng)速，得到直驅(qū)風(fēng)機的風(fēng)險風(fēng)速區(qū)間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場次同步振蕩風(fēng)險評估、抑制方法，其特征在于，對連續(xù)風(fēng)速狀態(tài)進行預(yù)設(shè)時間間隔的離散時序化模擬的過程，包括：

利用預(yù)設(shè)風(fēng)速區(qū)間跨度，對風(fēng)速為零到實際最大風(fēng)速值的區(qū)間進行分區(qū)，得到多個風(fēng)速狀態(tài)，其中，每個風(fēng)速狀態(tài)對應(yīng)一個風(fēng)速區(qū)間；

基于歷史實際風(fēng)速數(shù)據(jù)，得到計及無風(fēng)的風(fēng)速累計概率分布，根據(jù)計及無風(fēng)的風(fēng)速累計概率分布，得到每個風(fēng)速狀態(tài)的離散概率分布的概率質(zhì)量函數(shù)和累計概率分布；

基于相鄰兩個時刻風(fēng)速狀態(tài)的轉(zhuǎn)移概率、每個風(fēng)速狀態(tài)的離散概率分布的概率質(zhì)量函數(shù)和累計概率分布，得到當(dāng)前時刻風(fēng)速狀態(tài)對于上一時刻風(fēng)速狀態(tài)的累計概率密度；

根據(jù)當(dāng)前時刻風(fēng)速狀態(tài)對于上一時刻風(fēng)速狀態(tài)的累計概率密度、每個風(fēng)速狀態(tài)的離散概率分布的概率質(zhì)量函數(shù)和累計概率分布，抽取每隔預(yù)設(shè)時間間隔的模擬采樣時刻的風(fēng)速狀態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)電場次同步振蕩風(fēng)險評估、抑制方法，其特征在于，對運行機組數(shù)量進行預(yù)設(shè)時間間隔的離散時序化模擬的過程，包括：

根據(jù)全部的直驅(qū)風(fēng)機的歷史狀態(tài)數(shù)據(jù)，得到每個歷史狀態(tài)的累計概率分布；

對于每個直驅(qū)風(fēng)機，根據(jù)每個歷史狀態(tài)的累計概率分布，抽取每隔預(yù)設(shè)時間間隔的模擬采樣時刻的機組狀態(tài)及其持續(xù)時間，確定每個模擬采樣時刻的運行機組數(shù)量。