[發明專利]風電系統運行穩定域的構建方法、裝置、電子設備及其可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202110939554.8
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113644689A
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 謝小榮;占穎;劉威;柴煒;馬寧嘉
• 申請（專利權）人: 清華大學;國網上海市電力公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/24;H02J3/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 吳婷

本申請屬于電力系統穩定分析技術領域，涉及風電系統運行穩定域的構建方法、裝置、電子設備及其可讀存儲介質。首先構建風電系統運行穩定域的參數空間，構造目標系統中各設備的阻抗模型，建立基于聚合阻抗頻率特性的穩定判據，確定參數空間中的一個穩定運行點，以該點為初始點進行搜索，得到單機出力范圍內各出力值對應的臨界穩定運行點，最后，連接所有臨界穩定運行點，構成穩定域邊界。本申請建立了基于聚合阻抗頻率特性的穩定判據，可以快速準確判斷各運行參數下系統次/超同步振蕩模式的穩定性。通過邊界搜索的方法構建了風電系統的運行穩定域，計算量小，且保守性低，可以為系統的次/超同步振蕩防控和安全穩定運行提供指導。

技術領域

本申請屬于電力系統穩定分析技術領域，涉及風電系統運行穩定域的構建方法、裝置、電子設備及其可讀存儲介質。

背景技術

近年來，風電滲透率不斷提高，電力系統出現了多起風電參與的新型次/超同步振蕩事故，例如華北沽源風電基地和新疆哈密風電場發生的次/超同步振蕩等，它們降低了電能質量，破壞了設備安全，危及了電網的可靠運行。為了分析風電系統在不同運行參數下的振蕩穩定性以及衡量系統的穩定裕度，需要構建系統的運行穩定域，為次/超同步振蕩的防控提供重要信息。

現有的面向次/超同步振蕩防控的風電系統穩定域大多是參數穩定域，即考慮系統結構參數和控制器參數對次/超同步振蕩穩定性的影響。由于風電系統的次/超同步振蕩穩定性與系統運行點密切相關，因此已有的參數穩定域難以給系統的安全穩定運行提供指導。又考慮到風電系統通常較為復雜，基于時域狀態空間模型求出系統全部特征值，進而根據特征值實部的正負判斷振蕩穩定性的方法計算量大，甚至存在維數災問題，

發明內容

有鑒于此，本公開提出了風電系統運行穩定域的構建方法、裝置、電子設備及其可讀存儲介質，以解決相關技術中的問題。

根據本公開的第一方面，提出風電系統運行穩定域的構建方法，包括：

構建風電系統運行穩定域的參數空間；

建立風電系統中風電機組的全工況阻抗模型和其他設備的阻抗；

建立基于聚合阻抗頻率特性的穩定判據；

在參數空間中查找臨界穩定運行點；

搜索臨界穩定運行點；

連接所有臨界穩定運行點，構成穩定域邊界。

可選地，所述構建風電系統運行穩定域參數空間，包括：

將風電系統中的單臺風電機組出力和風電場并網風機臺數作為構造運行穩定域的參數；

設置風電系統運行參數的取值范圍，將風電系統中單臺風電機組出力區間記為[p_low,p_high]，將并網風機臺數區間記為[n_low,n_high]。

可選地，建立風電系統中風電機組的全工況阻抗模型和其他設備的阻抗，包括：

建立風電機組的全工況阻抗模型，將風電機組的阻抗Z_WTG(s)表示成工作點的函數：

采用機理推導或外特性辨識方法，計算其他設備的阻抗。

可選地，所述建立基于聚合阻抗頻率特性的穩定判據，具體過程如下：

計算風電系統中風電場在任一運行參數(p,n)下的阻抗；

建立風電系統在當前運行參數下的阻抗網絡，并形成阻抗網絡的節點導納矩陣；

將所述阻抗網絡簡化成聚合阻抗，獲得聚合阻抗的頻率特性；

根據聚合阻抗的頻率特性曲線，對風電系統的次/超同步振蕩模式穩定性進行判斷。