一种直驱风电场次同步振荡抑制方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及一种直驱风电场次同步振荡抑制方法及其系统，属于风力并网技术领域，解决了现有技术未能对风电场内部所有风机参数进行协同优化造成其性能不稳的问题。该方法包括如下步骤：采集电网扰动下直驱风电场并网系统的运行数据；根据电网扰动下直驱动风电场并网系统的响应过程以及直驱风电场次同步振荡发散机理得到次同步振荡量化判据，根据上述运行数据对所述次同步振荡量化判据进行判断，判定是否发生次同步振荡；若判定发生次同步振荡，则建立多目标多约束最小值优化模型，对直驱动风电场并网系统中的锁相环和变流器PI参数进行协同优化，以对所述次同步振荡进行抑制。该方法实现了对风电场所有风机进行协同优化，进而有效抑制次同步振荡。

【技术实现步骤摘要】
一种直驱风电场次同步振荡抑制方法及其系统
本专利技术涉及风力并网
，尤其涉及一种直驱风电场次同步振荡抑制方法及其系统。
技术介绍
随着风电接入规模和密度的不断扩大，电力系统中与风电场相关的次同步振荡问题出现得越来越频繁，甚至已经严重威胁到电力系统的安全稳定运行，成为制约风电发展的重要因素。目前，需要找到一种有效的抑制措施解风电系统并入电力系统造成的稳定性问题。自2009年美国德州双馈风电场发生次同步振荡引起关注之后，国内外学者提出了多种次同步振荡的抑制措施，从原理上可分为被动抑制措施与主动抑制措施，其中主动抑制措施又进一步分为优化控制器参数、改变控制器结构与增设抑制装置三种。然而，上述抑制措施都是通过调整一台风机的控制参数来实现抑制次同步振荡，即针对的是单台风电机组进行参数优化，未涉及到所有被风电场内部风机参数的协同优化。但实际运行中，产生的次同步振荡是受到风电场所有风机的共同作用，仅调整一个风机的参数是不够的，容易造成调整幅度不足或造成顾此失彼的现象产生。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种直驱风电场次同步振荡抑制方法及其系统，用以解决现有技术未能对风电场本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直驱风电场次同步振荡抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：采集电网扰动下直驱风电场并网系统的运行数据；根据电网扰动下直驱动风电场并网系统的响应过程以及直驱风电场次同步振荡发散机理得到次同步振荡量化判据，根据上述运行数据对所述次同步振荡量化判据进行判断，判定是否发生次同步振荡；若判定发生次同步振荡，则建立多目标多约束最小值优化模型，对直驱动风电场并网系统中的锁相环和变流器PI参数进行协同优化，以对所述次同步振荡进行抑制。

【技术特征摘要】
1.一种直驱风电场次同步振荡抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：采集电网扰动下直驱风电场并网系统的运行数据；根据电网扰动下直驱动风电场并网系统的响应过程以及直驱风电场次同步振荡发散机理得到次同步振荡量化判据，根据上述运行数据对所述次同步振荡量化判据进行判断，判定是否发生次同步振荡；若判定发生次同步振荡，则建立多目标多约束最小值优化模型，对直驱动风电场并网系统中的锁相环和变流器PI参数进行协同优化，以对所述次同步振荡进行抑制。2.根据权利要求1所述的直驱风电场次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述直驱风电场并网系统的运行数据包括：风机出口处电压相量U、风机出口处有用功P、风机出口处无用功Q、风机出口处电压相量U的相角δ；所述锁相环和变流器PI参数包括：锁相环比例增益系数Kp、积分增益系数Ki，网侧变流器电流内环比例增益系数Kp1、积分增益系数Ki1。3.根据权利要求2所述的直驱风电场次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述判定是否发生次同步振荡，包括如下步骤：根据电网扰动下直驱动风电场并网系统的响应过程以及直驱风电场次同步振荡发散机理，获得风机出口处发生次同步振荡的幅值判据和相角判据；对风机出口处电压相量U进行谐波分解，获得基频信号的频率f0，以及扰动分量的幅值us、频率fs、初相位根据直驱风电场并网系统中锁相环的比例增益系数kp和积分增益系数ki，结合上述获得的f0、fs、us，通过如下公式获得相位角扰动分量的幅值A和初相位其中M＝ki-(ω0-ωs)，N＝kp-(ω0-ωs)ω0＝2πf0，ωs＝2πfs将获得的扰动分量幅值A、初相位带入所述幅值判据和相角判据判断是否发生次同步振荡，其中，所述幅值判据和相角判据中任一项成立，判定发生次同步振荡，否则不发生。4.根据权利要求3所述的直驱风电场次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述风机出口处发生次同步振荡的幅值判据为其中式中，t为时间，Kp1、Ki1分别为网侧变流器电流内环比例增益系数和积分增益系数，L为线路电抗；所述风机出口处发生次同步振荡的相角判据为其中5.根据权利要求1-4之一所述的直驱风电场次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述多目标多约束最小值优化模型包括：风电场参数优化目标函数和风电场参数优化约束条件；其中，所述风电场参数优化目标函数为f(lect,K)＝min{w1,w2,…wn}式中，lect为激励参数，K为运行参数，{w1,w2,…wn}集合中每个元素分别代表风电场对应风机的耗散能量；所述激励参数包括风速；所述运行参数包括风机出口处电压相量U、风机出口处有用功P、风机出口处无用功Q、风机出口处电压相量U的相角δ、基频频率f0和扰动分量频率fs；所述风电场参数优化约束条件为式中，Pi为第i台风机的有用功，Pwf为风场输出的总有用功；h为系统变量，包括风机出口处电压相量U、风机出口处有用功P、风机出口处无用功Q、风机出口处电压相量U的相角δ、基频信号的频率f0、扰动分量的频率fs；hmin、hmax为系统变量上、下限；K为待调整的控制变量，包括锁相环比例增益系数Kp、积分增益系数Ki，网侧变流器电流内环比例增益系数Kp1、积分增益系数Ki1，Kmin、Kmax为控制变量上、下限。6.根据权利要求5所述的直驱风电场次同步振荡抑制方法，其特征在于，所述对直驱动风电场并网系统中的锁相环和变流器PI参数进行协同优化进一步包括如下步骤：以待调整的控制变量为集合元素，建立决策集合；获取决策集合初始值，判断是否满足风电场参数优化约束条件；如果不满足，按预设规则改变决策集合初始值，再次判断，获得满足风电场参数优化约束条件的所有决策集合数值；根据风电场参数优化目标函数和风电场参数优化约束条件建立如下广义目标函数LiLi＝F(wi)+λ∑G其中λ＝1-kn∑G＝[max{0,h-hmax}]2+[max{0,-h+hmin}]2+[max{0,K-Kmax}]2+[max{0,-K+Kmin}]2+[max{0,rc+r}]2+[max{0,-r+rc}]2式中，λ为惩罚因...

【专利技术属性】
技术研发人员：马静，吴羽翀，杨更宇，汪乐天，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11