基于阻抗建模的海上风电机群并网谐振稳定性判别方法技术

本发明专利技术涉及一种基于阻抗建模的海上风电机群并网谐振稳定性判别方法，包括以下步骤：1)构建基于双馈风电机组的大规模海上风电机群经交流并网系统的线性化状态空间模型；2)建立双馈风电机组的等效阻抗模型；3)建立海上风电机群海缆单机并网等效模型，获取海缆单机并网等效阻抗；4)根据海上风电机群海缆单机并网等效模型和双馈感应风机的阻抗模型，采用奈奎斯特稳定判据和伯德图判定其稳定性，当单机并网等效模型趋于稳定时，则认为原海上风电机群并网系统也趋于稳定。与现有技术相比，本发明专利技术具有简化判别、判定准确等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于阻抗建模的海上风电机群并网谐振稳定性判别方法
本专利技术涉及风电并网运行
，尤其是涉及一种基于阻抗建模的大规模海上风电机群并网谐振稳定性判别方法。
技术介绍
近年来，全球变暖已成为重要且广泛讨论的主题，目前的核心问题是如何减少二氧化碳排放量，对于电力系统部门来说，增加可再生能源发电似乎是解决这一问题的最佳和最实际的解决办法，在新能源中，风力发电技术较为成熟，风电资源丰富，能够在全球范围内广泛应用，根据欧洲风能协会报告显示，到2020年底，欧洲将安装约230GW的风电机组，这将为欧盟提供14-17％的电力。21世纪以来，风电场数量逐渐增加，尤其是海上风电场，大规模的海上风电场需要经长线路交流输电线路并网，其中电缆电容与变压器电感会产生多个谐振点，同时双馈风电机组与传输网络也会产生谐波。目前有研究通过基于阻抗的稳定性判据来判别此类互连系统，该判据表明：发电机输出阻抗与电网阻抗必须满足奈奎斯特稳定性判据，整个系统才能保持稳定，为解决此类不稳定问题，现有方法需要详细的变频器控制模型，变压器和传输电缆型号，以及与其他电缆的耦合并本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于阻抗建模的海上风电机群并网谐振稳定性判别方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)构建基于双馈风电机组的大规模海上风电机群经交流并网系统的线性化状态空间模型；/n2)建立双馈风电机组的等效阻抗模型；/n3)建立海上风电机群海缆单机并网等效模型，获取海缆单机并网等效阻抗；/n4)根据海上风电机群海缆单机并网等效模型和双馈感应风机的阻抗模型，采用奈奎斯特稳定判据和伯德图判定其稳定性，当单机并网等效模型趋于稳定时，则认为原海上风电机群并网系统也趋于稳定。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于阻抗建模的海上风电机群并网谐振稳定性判别方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)构建基于双馈风电机组的大规模海上风电机群经交流并网系统的线性化状态空间模型；
2)建立双馈风电机组的等效阻抗模型；
3)建立海上风电机群海缆单机并网等效模型，获取海缆单机并网等效阻抗；
4)根据海上风电机群海缆单机并网等效模型和双馈感应风机的阻抗模型，采用奈奎斯特稳定判据和伯德图判定其稳定性，当单机并网等效模型趋于稳定时，则认为原海上风电机群并网系统也趋于稳定。


2.根据权利要求1所述的一种基于阻抗建模的海上风电机群并网谐振稳定性判别方法，其特征在于，所述的步骤1)中，线性化状态空间模型包括多个并联的双馈风电机组串，每个双馈风电机组串由多个双馈风电机组串联构成。


3.根据权利要求1所述的一种基于阻抗建模的海上风电机群并网谐振稳定性判别方法，其特征在于，所述的双馈风电机组的等效阻抗模型具体表示为：



其中，ZDFIG(s)为双馈风电机组的等效频域阻抗，Zs(s)、Zm(s)、Zr(s)分别为转子绕组、定子绕组及互感绕组的频域阻抗，Rs、Ls分别为定子电阻和漏感电抗，Rr、Lr分别为转子电阻和漏感电抗，Lm为感应电机的励磁电感，ZRSC为转子侧变流器的等效阻抗，Slip(s)为转差率，s为拉普拉斯因子。


4.根据权利要求3所述的一种基于阻抗建模的海上风电机群并网谐振稳定性判别方法，其特征在于，所述的转子侧变流器的等效阻抗ZRSC简化表示为：
ZRSC＝RRSC+Lr＝-Kp2(Kp1UsLm/Ls+1)+Lr
其中，Kp1为转子侧控制器外环有功比例系数，Kp2为内环电流比例系数，Us为定子电压。


5.根据权利要求3所述的一种基于阻抗建模的海上风电机群并网谐振稳定性判别方法，其特征在于，所述的转差率的表达式为：



其中，ωm为转子角速度，s为拉普拉斯因子，j为虚数单位。...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭明星，黄阮明，边晓燕，庞爱莉，李灏恩，张奥运，张骞，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司经济技术研究院，上海电力大学，
类型：发明
国别省市：上海;31