一种风电场的功率振荡抑制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风电场的功率振荡抑制方法及系统，方法包括：采用对风电场进行等值处理的方式，建立风电‑抽水蓄能联合系统的小信号模型；在抽水蓄能机组转子侧控制器的有功功率指令上叠加有功功率反馈量，得到转子侧闭环控制器，进而得到抽水蓄能机组闭环控制器；根据小信号模型计算抽水蓄能机组闭环控制器的参数，并删除抽水蓄能机组闭环控制器中的不可测变量和相似变量。本发明专利技术采用抽水蓄能机组有功功率闭环控制方法，实现了风电场功率振荡的有效抑制，采用等值处理的方式建立了简化的小信号模型，并删除了抽水蓄能机组闭环控制器中的不可测变量和相似变量，降低控制器工程实现难度的同时，保证了优良的风电场功率振荡抑制效果。

【技术实现步骤摘要】
一种风电场的功率振荡抑制方法及系统
本专利技术涉及风电场控制
，特别是涉及一种风电场的功率振荡抑制方法及系统。
技术介绍
近年来为响应环保要求，新能源发电得到了快速的发展，新能源发电的重要形式之一风力发电装机量迅速提升。同时风电的波动性、不确定性等问题一定程度上威胁着电力系统的运行稳定性。风电装机量的急剧扩大导致了一些严重的弃风问题。储能装置具有灵活的功率调节能力，成为解决风电上述问题的重要手段。由于抽水蓄能系统具有容量大、运行成本低等优势，因此，风电场附近配置抽水蓄能电站，是新能源场站配置储能的重要发展方向。然而，风电场易发生功率振荡现象。并且，区别于传统的0.2～2.5Hz的低频振荡，风电场的功率振荡机理复杂，振荡频率在十几到几十Hz范围内都可能发生，成为风电运行稳定运行面临的重要问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种风电场的功率振荡抑制方法及系统，以实现风电场功率振荡现象的抑制，减少风电场功率振荡现象的发生。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种风电场的功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电场的功率振荡抑制方法，其特征在于，所述抑制方法包括如下步骤：/n采用对风电场进行等值处理的方式，建立风电-抽水蓄能联合系统的小信号模型；/n在抽水蓄能机组转子侧控制器的有功功率指令上叠加有功功率反馈量，得到抽水蓄能机组转子侧闭环控制器，利用所述转子侧闭环控制器替换抽水蓄能机组控制器中的转子侧控制器，得到用于抑制功率振荡的抽水蓄能机组闭环控制器；所述抽水蓄能机组闭环控制器包括转子侧闭环控制器和网侧控制器；/n根据所述小信号模型计算抽水蓄能机组闭环控制器的参数；/n删除所述抽水蓄能机组闭环控制器中的不可测变量和相似变量，获得简化后的抽水蓄能机组闭环控制器，对风电场的抽水蓄能机组进行控制...

【技术特征摘要】
1.一种风电场的功率振荡抑制方法，其特征在于，所述抑制方法包括如下步骤：
采用对风电场进行等值处理的方式，建立风电-抽水蓄能联合系统的小信号模型；
在抽水蓄能机组转子侧控制器的有功功率指令上叠加有功功率反馈量，得到抽水蓄能机组转子侧闭环控制器，利用所述转子侧闭环控制器替换抽水蓄能机组控制器中的转子侧控制器，得到用于抑制功率振荡的抽水蓄能机组闭环控制器；所述抽水蓄能机组闭环控制器包括转子侧闭环控制器和网侧控制器；
根据所述小信号模型计算抽水蓄能机组闭环控制器的参数；
删除所述抽水蓄能机组闭环控制器中的不可测变量和相似变量，获得简化后的抽水蓄能机组闭环控制器，对风电场的抽水蓄能机组进行控制。


2.根据权利要求1所述的风电场的功率振荡抑制方法，其特征在于，所述小信号模型为：
其中，X为状态变量，X＝[Δωr,Δird,Δirq,Δisd,Δisq,ΔZ5,ΔZ6,ΔZ7,ΔZ8,Δurd,Δurq,ΔUdc,ΔZ,Δθpll,ΔZ1,ΔZ3,ΔZ4,Δigd,Δigq,Δucd,Δucq,Δusd,Δusq,Δitd,Δitq,Δuwd,Δuwq,Δiwd,Δiwq]T，U为控制变量U＝[ΔPs*,ΔQs*,ΔUdc*,Δigq*]T，A为29×29阶系数矩阵，B为29×4阶系数矩阵；
Δωr、Δird、Δirq、Δisd、Δisq、ΔZ5、ΔZ6、ΔZ7、ΔZ8、Δurd、Δurq、ΔUdc、ΔZ、Δθpll、ΔZ1、ΔZ3、ΔZ4、Δigd、Δigq、Δucd、Δucq、Δusd、Δusq、Δitd、Δitq、Δuwd、Δuwq、Δiwd和Δiwq分别为异步电机转子转速，异步电机转子电流的d轴分量、异步电机转子电流的q轴分量、异步电机定子电流的d轴分量、异步电机定子电流的q轴分量、异步电机转子侧变流器d轴外环中间变量、异步电机转子侧变流器d轴内环中间变量、异步电机转子侧变流器q轴外环中间变量、异步电机转子侧变流器q轴内环中间变量、异步电机转子电压的d轴分量、异步电机转子电压的q轴分量、直流电压、锁相环中间变量、无穷大交流电网电压和异步电机定子电压的定向角度差、网侧变流器d轴外环的中间变量、网侧变流器d轴内环的中间变量、网侧变流器q轴内环的中间变量、网侧变流器出口电流的d轴分量、网侧变流器出口电流的q轴分量、网侧变流器出口电压的d轴分量、网侧变流器出口电压的q轴分量、异步电机定子电压的d轴分量、异步电机定子电压的q轴分量、抽水蓄能机组总输出电流的d轴分量、抽水蓄能机组总输出电流的q轴分量，风电汇集点电压的d轴分量、风电汇集点电压的q轴分量、风电汇集点电流的d轴分量和风电汇集点电流的q轴分量的变化量；ΔPs*、ΔQs*、ΔUdc*和Δigq*分别表示异步电机定子的有功功率指令、异步电机定子的无功功率指令、直流电压指令和网侧变流器出口电流的q轴分量指令的变化量。


3.根据权利要求2所述的风电场的功率振荡抑制方法，其特征在于，所述根据所述小信号模型计算抽水蓄能机组闭环控制器的参数，具体包括：
根据所述小信号模型，采用求解方程组获得抽水蓄能机组闭环控制器的参数为：Ka＝BP；
其中，H为辅助标量函数，F为设计指标函数，Λ为29×29阶的中间变量矩阵，G为4×4阶的中间变量矩阵、I为29阶单位矩阵、P为反馈量与控制变量的关系矩阵，Ka为所有状态变量均参与反馈并构成4个反馈量的反馈系数矩阵，其阶数为4×29阶，Ka的第一行为全状态变量参与反馈的反馈参数矩阵。


4.根据权利要求3所述的风电场的功率振荡抑制方法，其特征在于，所述删除所述抽水蓄能机组闭环控制器中的不可测变量和相似变量，获得简化后的抽水蓄能机组闭环控制器，对风电场的抽水蓄能机组进行控制，具体包括：
删除状态变量中的中不可测变量和相似变量，得到简化后的状态变量为：Xf＝[Δωr,Δird,Δirq,Δurd,Δurq,ΔUdc,Δusd,Δusq,Δitd,Δitq,Δiwd,Δiwq]T；
根据简化后的状态变量简化反馈系数矩阵，得到简化后的反馈系数矩阵；
将简化后的反馈系数矩阵的每个元素均乘以一个系数，使每个元素的数量级在10-3-10-2之间，得到最终的反馈系数矩阵。


5.一种风电场的功率振荡...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，徐金华，韩晨阳，何国庆，
申请(专利权)人：华北电力大学，中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11