一种用于DFIG并网电力系统暂态稳定分析的方法技术方案

发明专利技术公开了一种用于双馈异步风力发电机(DFIG)并网电力系统暂态稳定分析的方法，属于新能源并网系统的暂态稳定分析领域。包括以下步骤：根据端口能量的概念，构建DFIG能量函数，得到整个DFIG并网电力系统的能量函数；在故障场景下，使用势能界面法(PEBS)，在持续故障使用临界能量来确定对应的极限切除时间(CCT)，利用点积判据判断是否需要迭代修正临界能量和CCT。本发明专利技术方法针对时域法分析DFIG并网电力系统暂态稳定性的不足，提出基于端口能量的暂态稳定分析方法，可以快速、有效地计算出系统在不同故障下的CCT，提高了仿真速度，且能给出相应的稳定裕度。出相应的稳定裕度。出相应的稳定裕度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于DFIG并网电力系统暂态稳定分析的方法


[0001]本专利技术属于电力系统暂态稳定分析
，特别是一种用于DFIG并网电力系统暂态稳定分析的方法。

技术介绍

[0002]随着新能源发电设备大量接入电网，在电力系统规模不断增加的同时，暂态稳定问题变得愈发复杂。双馈异步风电机组(Doubly fed Induction Generator，DFIG)由于其良好的性能在风力发电技术中已经得到了广泛的应用。但由于DFIG机组大规模并网会使电力系统原先的功率平衡方式发生改变，加之DFIG包含电力电子设备，其内部动态复杂，增加了稳定分析的难度，因此需要研究有效的方法来分析DFIG并网对电力系统暂态稳定性的影响。
[0003]由于DFIG是一个动态元件，DFIG风机系统的大规模并网使电网原有的网络拓扑结构发生改变，而且DFIG内部包含了多个状态量，这将会给系统的数学建模与分析过程带来较大的困难，主要通过在原来的系统中引入新的、复杂的微分量和代数量，从而使并网电力系统的暂态稳定研究中的工作量和复杂程度大大提高。而且风电场本身所具有的随机、不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于DFIG并网电力系统暂态稳定分析的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对于不含DFIG风机的原多机电力系统，在结构保留模型下分别构建发电机、输电线路、负荷元件的能量函数；步骤2、根据端口能量的概念，忽略DFIG的内部动态，将DFIG等效为并网负荷，并利用负荷能量函数和梯形积分法推导DFIG能量函数的构建与计算方法，结合原多机电力系统的能量函数即可以得到整个DFIG并网电力系统的能量函数；步骤3、在网侧系统发生瞬时性或永久性三相短路故障时，结合势能界面法(PEBS)的理念，将持续故障曲线中的势能极大值V
pmax
作为系统的临界能量V
cr
，将故障中总能量与临界能量比较来判断系统在该故障下的暂态稳定性，当总能量与临界能量相等时对应的时间即为当前故障场景下的极限切除时间CCT。步骤4、对于PEBS所得的结果中若出现冒进的数据，利用点积判据判断是否需要迭代，通过迭代的方法来对冒进的数据进行修正，最终得到理想的结果。2.根据权利要求1所述的一种用于DFIG并网电力系统暂态稳定分析的方法，其特征在于，步骤1对于不含DFIG风机的原多机电力系统，在结构保留模型下分别构建发电机、输电线路、负荷元件的能量函数，包括以下步骤：(1)对于发电机：在电力系统中发电机的转子具有的动能即为整个系统的动能，而发电机等值电路中的电势源、电抗、电阻元件之间的能量交换为发电机的势能，在不同的发电机阶数模型下可以推导各自相应的能量函数形式(本发明采用的是发电机经典二阶模型)；(2)对于输电元件：在电网模型忽略了线路和变压器的电阻，即假设输电元件不消耗有功，令其电阻为零，从各发电机母线和中间节点的功率平衡方程的角度进行分析，可以得到输电线路的能量函数；(3)对于负荷：将负荷看作是向电网注入负的有功和无功功率的元件，采用恒阻抗负荷模型，将故障中轨迹上的电压和功率分别在故障清除后系统中进行投影，并由此来计算负荷的能量函数。3.根据权利要求1所述的一种用于DFIG并网电力系统暂态稳定分析的方法，其特征在于，步骤2所述根据端口能量的概念，忽略DFIG的内部动态，将DFIG等效为并网负荷，并利用负荷能量函数和梯形积分法推导DFIG能量函数的构建与计算方法，结合原多机电力系统的能量函数即可以得到整个DFIG并网电力系统的能量函数，具体如下：DFIG风机并网电力系统中，含DFIG风机的端口的稳定是整个系统稳定的必要条件。用能量函数法研究DFIG风机并网电力系统的暂态稳定性时，如果DFIG端口子系统是稳定的，这时风机子系统可视为并网点上的等效负荷，可按照负荷势能的计算方法来处理DFIG的暂态能量，即用风电机组向电网注入的功率以及并网点电压来表示风电机组的暂态能量，具体就算流程如下：(1)计算故障前系统的节点导纳矩阵，进行潮流计算，将该初值当作故障前稳定平衡点X
pre
；(2)在故障后系统中，将X
pre
作为初值，采用故障后节点导纳矩阵，考虑并网点的电流不突变，...

【专利技术属性】
技术研发人员：董银辉，茅圣杰，江宁强，臧傲雪，王振，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：