[發(fā)明專利]基于能量函數分析的風電場次同步振蕩的擾動源判定方法、裝置、系統(tǒng)與計算機可讀介質

在審

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• 申請日: 2023-03-03
• 公開（公告）號: CN116384067A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 余一平;邵雨琪;許劍冰;吳家龍;徐海波;王達;崔曉丹;殷奕潛;張瑞莉;蘇昱辰
• 申請（專利權）人: 河海大學;國網電力科學研究院有限公司;國網內蒙古東部電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/24;H02J3/38;G01R23/02;G01R31/00;G06F113/04
• 代理公司: 南京行高知識產權代理有限公司 32404
• 代理人: 王培松

本發(fā)明提供一種基于能量函數分析的風電場次同步振蕩的擾動源判定方法、裝置、系統(tǒng)與計算機可讀介質，該方法包括：構建雙饋風電機組次同步振蕩仿真模型；分析風電并網系統(tǒng)次同步振蕩機理的表現特征，確定次同步振蕩不同產生機理以及其影響因素和影響程度；構建出適用于風電并網次同步振蕩的能量函數；根據風電機組內部振蕩能量變化分析其振蕩特性以及將風電機組能量函數應用到含風機的多機系統(tǒng)中，根據相關能量變化確定在系統(tǒng)受擾動后產生次同步振蕩的主要擾動源。利用本發(fā)明可將能量函數方法應用于風電機組次同步振蕩問題上，更全面準確的對電力系統(tǒng)進行穩(wěn)定分析，根據起振時間，振蕩幅值與趨勢等相關信息，判斷主要擾動機組。

技術領域

本發(fā)明涉及現代大電網技術領域，尤其涉及風電并網的電力系統(tǒng)次同步振蕩能量分析，具體而言涉及一種基于能量函數分析的風電場次同步振蕩的擾動源判定方法。

背景技術

近年來，風機電力電子化程度增加，無功補償與串聯補償裝置的投入增加，電力系統(tǒng)次同步振蕩問題成為電力系統(tǒng)的威脅之一。次同步振蕩是由電力系統(tǒng)中特殊的機電耦合作用而產生的振蕩失穩(wěn)，嚴重的話可能會損害電氣設備，引發(fā)重大事故。風電機組的類型豐富，且運行方式也多有不同，一旦出現次同步振蕩問題，其表現出的振蕩特性也有很大差異。

傳統(tǒng)的次同步振蕩的分析與控制方法的適用范圍受限，因此，對于風電機組次同步振蕩問題需要引入新的分析方法，實現次同步振蕩的監(jiān)測與抑制，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

發(fā)明內容

鑒于風電機組的類型豐富，且運行方式也多有不同，一旦出現次同步振蕩問題，其表現出的振蕩特性也有很大差異，傳統(tǒng)的次同步振蕩分析與控制方法適用范圍受限，鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種基于能量函數分析的風電場次同步振蕩的擾動源判定方法，基于同步振蕩不同產生機理以及其影響因素和影響程度，構建出適用于風電并網次同步振蕩的能量函數，將能量函數方法應用于風電機組次同步振蕩問題上，更全面準確的對電力系統(tǒng)進行穩(wěn)定分析，根據起振時間，振蕩幅值與趨勢等相關信息，判斷主要擾動機組。

根據本發(fā)明目的的第一方面，提出一種基于能量函數分析的風電場次同步振蕩的擾動源判定方法，包括以下步驟：

步驟1、在雙饋風機聚合而成的雙饋風電機組模型的基礎上，構建雙饋風電機組次同步振蕩仿真模型；

步驟2、基于雙饋風機無窮大系統(tǒng)分析相關電氣量的時域變化特征，獲得IGE、SSCI以及SSTI現象的關鍵影響因素；

步驟3、基于IGE、SSCI以及SSTI振蕩的關鍵影響因素，構建適用于風電并網次同步振蕩的能量函數；

步驟4、在風電并網次同步振蕩的能量函數的基礎上，分析不同IGE、SSCI以及SSTI的能量特性；

步驟5、將構建的風電并網次同步振蕩的能量函數應用到包含雙饋風機的多機系統(tǒng)中，根據振蕩能量的多個參數分析振蕩能量特性，判斷主要擾動機組。

作為可選的實施例，所述在雙饋風機聚合而成的雙饋風電機組模型的基礎上，構建雙饋風電機組次同步振蕩仿真模型，包括：

在雙饋風機聚合而成的雙饋風電機組模型的基礎上，經由升壓變壓器升壓后接入帶有可控串補電容的線路上，在雙饋風電機組模型正常運行情況下，按預設要求投入串補電容，引發(fā)次同步振蕩，構建雙饋風電機組次同步振蕩仿真模型。

作為可選的實施例，所述基于雙饋風機無窮大系統(tǒng)分析相關電氣量的時域變化特征，獲得IGE、SSCI以及SSTI現象的關鍵影響因素，包括：

針對IGE，確定串補度和風速為關鍵影響因素；

針對SSCI，確定RSC控制模塊中的k_p2和k_i2為關鍵影響因素；

針對SSTI，確定SSTI不作為雙饋風電機組的主要次同步振蕩。